Лазерна хімія - Енциклопедія Сучасної України
Beta-версія
Лазерна хімія

ЛА́ЗЕРНА ХІ́МІЯ – розділ фізичної хімії, що досліджує фізико-хімічні процеси в речовині, спричинені дією лазерного випромінювання на неї. Лазер. вплив, що породжує хім. реакції, поділяють на тепловий (коли хім. процеси, спричинені дією лазер. випромінювання, відбуваються в умовах, наближених до термодинам. рівноваги) та фотохім. (швидкість хім. процесів значно вища за швидкість встановлення термодинам. рівноваги реагуючої системи). Особливістю лазер. випромінювання є вибірковість (селективність) збудження молекул речовини. Вибірк. збудження молекул зумовлено монохроматичністю лазер. випромінювання, при цьому воно обмежується лише ступенем перекривання смуг у спектрі поглинання речовини. Використання надкорот­ких імпульсів випромінювання дозволяє гальмувати обмін енер­гії між різними молекулами та різними хім. зв’язками в молекулі, тобто уникати вибірк. їх збудження. Велика інтенсивність лазер. випромінювання дає мо­жливість локально продукувати збуджені молекули й радикали у високих концентраціях, керувати перебігом хім. реакції. Ці особливості Л. х. свідчать про її вагому роль для розвитку нових енергоеконом. ресурсоощад. технологій у галузях оптоелектроніки, мікроелектроніки, си­стем запису інформації тощо. Становлення Л. х. тісно пов’я­зане з розвитком лазер. техніки, спектроскопії, хім. кінетики, мо­лекуляр. динаміки, тобто – з різними галузями фізики та хімії. Використання лазер. випромі­нювання в хімії розпочалося у серед. 1960-х рр. після створення й поширення лазерів. Такі осо­бливості лазер. випромінювання, як монохроматичність, когерент­ність, потужна інтенсивність, уможливили проведення якісно нових дослідж. у хімії та матеріалознавстві. Як окремий розділ науки Л. х. виокремилася на основі праць А.-Л. Шавлова та Н. Бломберґена – лауреатів Но­белів. премії (1981). Серед ін. усе­світньо відомих уче­них у галузі Л. х. – М. Басов, Ґ. Ґулд, М. Карлов, Ю. Молін, О. Прохоров, В. Тальрозе, Ч.-Х. Таунс. Важливою віхою в історії Л. х. була поява лазерів нового типу, що працювали в ультрафіолетовому й інфрачервоному діапазонах. А створення лазерів новіт. типу (лазерів надкоротких імпульсів) дозволяє вивчати надшвидкі процеси – переміщення не атомів, а електронів. Нині виокремлюють кілька галузей Л. х.: лазерну термохімію (вивчає хім. процеси, у яких здійснюється нагрівання середовища лазер. випромінюванням), інфрачервону лазерну фотохімію (хім. процеси, що виникають при багатофотон. збудженні молекул речовини потуж. лазер. випромінюванням близького й серед. інфрачервоного діапазону), ла­зерну фотохімію (хім. процеси, що виникають при збудженні молекул речовини в різних фазових станах лазер. випромінюван­ням видимого й ультрафіолет. діапазону), лазерну фемтохімію (вивчає кінетику елементар. хім. процесів у фемтосекунд. часовому діапазоні, спри­чинених ви­промінюванням фемтосекунд. лазерів). В Україні наук. дослідж. у галузі Л. х. проводять в Ін-тах заг. та неорган. хімії, металофізики, хімії поверхні НАНУ (усі – Київ). Зокрема, науковцями Ін-ту заг. та неорган. хімії розроблено лазерохім. методи син­тезу формальдегіду каталіт. оки­сленням метану молекуляр. кис­нем, безкаталізатор. гомоген. окисленням етилену киснем по­вітря; вперше проведено лазерохім. синтез сполук бору, які звичай. методами здійснити не вдається; одержано нові сполуки з інерт. гексафториду сірки; обґрунтовано перспективність методу внутр.-резонатор. лазерної спектроскопії для оптимізації окремих процесів; розроблено термопластичні шаруваті покриття з біхромованої желатини та поліакриламіду, придатні для багатораз. запису в пристроях оптич. обробки інформації. У структурі НАНУ створ. також Центр «Мас-спектроме­тричний комплекс з лазерною десорбцією та іонізацією» з метою забезпечення наук. дослідж. інструментами аналізу, в основі яких – дія лазер. випромінювання. Серед відомих укр. фахівців з Л. х. – Н. Бурикін, С. Волков, А. Гурко, В. Лутошкін, С. Му­ленко, В. Покровський.

Літ.: Волков С. В., Гурко А. Ф., Лу­­тошкін В. І. та ін. Лазери в хімії // Вісн. АН УРСР. 1986. № 8; D. L. Andrews. Lasers in chemistry. Berlin, 1990; Кар­лов Н. В., Кириченко Н. А., Лукьян­чук Б. С. Лазерная термохимия. Москва, 1992; Уманский С. Я. Фемтохимия // УХ. 2001. Т. 70, № 6; Тверьянович Ю. С., Столяров А. В. Лазерно-индуцирован­ные процессы в химии и науках о ма­­териалах // Там само. 2015. Т. 84, № 10.

Л. С. Лисюк, О. В. Савченко

Стаття оновлена: 2016