
【化】 matrix isolation
【化】 matrix
【醫】 basal body; basal corpuscle
insulate; quarantine; close off; keep apart; segregate; insulation
【計】 buffering; shielding
【醫】 detention; isolate; isolation; segregation; sequester; sequestration
基體隔離(matrix isolation)是一種用于穩定和研究活性化學物種的實驗技術,其核心原理是将目标分子或自由基嵌入低溫惰性氣體(如氩、氖)形成的固态基質中,通過物理隔離限制分子運動與化學反應。該技術由美國化學家George C. Pimentel于1954年首創,現已成為光譜分析和反應機理研究的重要方法。
在操作層面,基體隔離技術包含三個關鍵步驟:①将活性物質與惰性氣體按約1:1000比例混合;②在10-20K超低溫環境下共同沉積于透明基底;③利用紅外光譜、電子順磁共振等檢測手段進行表征。這種低溫環境可使分子振動能級"凍結",從而獲得高分辨率光譜數據。
該技術的突出優勢體現在兩個方面:第一,能捕獲常規條件下難以觀測的瞬态中間體,如卡賓、氮賓等活性物質;第二,為研究光化學反應路徑提供可控環境,NASA曾運用此技術模拟星際介質中的化學反應過程。在材料科學領域,基體隔離法還被用于制備特殊功能材料,如稀土摻雜發光材料。
主要參考文獻:
基體隔離(Matrix Isolation,簡稱MI)是一種用于穩定和研究高活性分子或自由基的實驗室技術,常見于物理、化學領域,尤其在光譜分析中應用廣泛。以下是詳細解釋:
定義與原理
基體隔離通過将目标分子(如不穩定物質或自由基)與大量惰性氣體(如氩Ar、氙Xe、氮氣N₂)在低溫條件下(通常≤20K)共同凝聚,形成固态基質。惰性介質作為“隔離基體”,将活性分子分散并固定,防止其發生化學反應或聚集,從而保持其孤立狀态。
技術特點
應用場景
優勢與意義
通過基體隔離,科學家能夠“捕獲”常溫下難以觀測的高活性物種,為揭示化學反應動态和分子結構提供關鍵實驗手段。例如,在低溫基質中,某些自由基的壽命可從微秒級延長至數小時甚至更久,便于深入研究。
此技術自20世紀70年代發展至今,已成為光譜學和材料科學的重要工具。如需進一步了解具體實驗裝置或案例,可參考相關物理化學文獻或專業教材。
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