關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
藉助聚焦雷射，羅切斯特大學的研究人員找到了一種評估單個分子軸向排列的方法。他們的發現發表在本週的《物理評論快報》上，可能促成更高效的太陽能裝置，甚至更好地理解體內蛋白質的摺疊方式。
所有分子都有一條軸，能量會沿著這條軸被吸收和釋放。因此，兩個排列良好的分子比兩個未排列的分子更容易交換能量，也更容易發生反應。然而，為了確定分子是否排列，研究人員必須使用一種特殊的雷射對它們進行成像。普通光在單個平面內振動——可以這麼說，是二維的。為了掃描分子，該團隊將普通雷射轉換為徑向偏振光，這種光在多個平面向外輻射振動。這種光束使研究人員能夠建立一個微小的三維電場，並從所有可能的角度掃描分子。當光束與分子的軸對齊時，分子吸收了光束的能量併發出明顯的熒光爆發。
這項發現可能具有廣泛的應用。如果未來科學家能夠弄清楚如何操縱分子的方向，他們就可以例如最佳化太陽能電池板，以最有效地吸收太陽能。這項技術也應該幫助研究人員更好地理解某些生化過程。“透過對某些分子的偶極矩運動進行成像，我們可以準確地瞭解某些化學反應是如何發生的，”羅切斯特大學的盧卡斯·諾沃特尼說。事實上，他的團隊的工作已經表明，分子軸的排列可以作為標記來追蹤分子運動，例如蛋白質的摺疊。“體內細胞透過位於細胞膜中的蛋白質進行通訊，”諾沃特尼解釋說。“在資訊交換過程中，蛋白質的形狀會發生變化。透過將分子標記物附著到蛋白質上並監測它們的方向和位置，我們應該能夠更好地理解細胞之間的通訊。”