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HARPIA-LIGHT應用：Kerzig 團隊的超快研究

  Christop Kerzig博士是美因茨約翰內斯古騰堡大學（JGU Mainz）的無機化學和光化學教授，在這里他領導著化學系的光化學Kerzig小組。基于光化學是解決21世紀許多挑戰的關鍵這一信念，一直專注于光化學研究。

（從左到右）：Christoph Kerzig, Johanna Bott, 和 Matthias Schmitz在美因茨約翰內斯古騰堡大學（JGU Mainz）化學系激光實驗室操作HARPIA-LIGHT系統。攝影師：Holger Adam

         他們的研究愿景是通過光譜引導的方法，開發和理解高效的新型光驅動機制和光活性分子。該小組致力于兩個主要研究方向：

設計由一個可見光子驅動的更高效的機制，以提高光能到化學能的轉換效率。

探索可能實現的更溫和反應條件的雙光子機制。

他們研究的核心是通過多種時間分辨光譜技術、實驗室規模的輻照實驗和理論的結合，實現對光化學機制的深入理解。作為“制造和測量”方法的一部分，該團隊自主合成了多種光敏分子和材料，鼓勵學生和研究人員掌握合成和光譜學。

光譜儀在KERZIG實驗室中的作用

在美因茨約翰內斯古騰堡大學，Kerzig課題組運營著兩個基于激光的光譜實驗室，其核心研究方法是閃光光解。該技術用于表征光活性分子，并在納秒到毫秒的時間尺度上研究雙分子光反應（兩個分子之間的光誘導相互作用）和復雜的反應序列。

他們目前的實驗裝置包括一個靈敏的納秒瞬態吸收（TA）系統，該系統配備了一個CCD相機、一個光電倍增管（PMT）用于TA的檢測，和兩個用于激發的納秒Nd:YAG激光器。除了幾種穩態光譜學儀器外，他們還使用時間相關單光子計數（TCSPC）裝置來監測壽命從~100皮秒到幾微秒的發射信號。

該課題組的主要研究興趣之一是制備和研究結合單個發色團定制雙變色光催化劑的增益特性。這些分子包含兩個光吸收單元（發色團），它們捕獲光子并共同作用以增強光吸收或提高光化學反應的效率。然而，此類系統中的分子內電子和能量轉移過程通常在時間尺度上發生得太快，以至于他們的納秒TA系統無法捕獲。  

Kerzig教授解釋說：“過去，我們不得不依靠合作伙伴進行超快TA測量，因為復雜的飛秒TA系統超出了我們團隊的能力范圍。這樣的系統通常需要專業的激光光譜學人員操作。”

隨著LIGHT Conversion公司的HARPIA-LIGHT 的推出，這一情況發生了變化——這是一種緊湊、用戶友好的臺式瞬態吸收光譜系統。HARPIA-LIGHT被歸類為1類激光產品，在緊湊的單盒設計中結合了可訪問性、多功能性和無與倫比的性能。  

Kerzig教授分享道：“通過操作便捷的HARPIA-LIGHT系統，我們的小組成員可以在制備后直接監測雙色團或二元體中的超快過程。”

在內部進行超快測量

Kerzig教授說：“在我們的團隊中，設備能夠快速記錄超快TA數據集，大大加快了我們的研究活動。一方面，我們不再需要將所有感興趣的化合物發送給合作伙伴，另一方面，現在我們可以在多種條件下研究盡可能多的樣本。”  

“該系統對我所有的同事來說都很容易使用。即使沒有很強的光譜學背景，我相信任何人都可以很快學會如何操作它。”

在引入HARPIA-LIGHT系統后，該小組重新驗證了之前研究過的庫侖二元體——一種由兩個帶電單元通過靜電力相互作用以影響光化學行為的分子系統。早些時候，通過合作伙伴使用復雜的飛秒TA系統研究了這種二元關系。通過HARPIA-LIGHT，該團隊成功地復現了關鍵發現，包括鋨絡合物和苝抗衡陰離子之間能量轉移的速率常數和光譜特征。  

  “最重要的是，我們在幾分鐘內就實現了這一結果，而無需任何耗時的光束調整和優化，”Kerzig教授分享道。

新見解和首次發表

該團隊還使用HARPIA-LIGHT研究了包含釕絡合物單元（用于收集可見光子）和氧化還原活性三芳胺TAA單元的雙變色光催化劑中的分子內電子轉移動力學。該系統使團隊能夠觀察到振動冷卻、電荷分離和電荷復合，其中TAA自由基陽離子在約750 nm處是最主要的光譜特征（圖1）。

這些發現不僅使該團隊更清楚地了解了該系統的潛在光物理和光化學過程，還有助于了解光催化的優越反應性。他們還發表了一篇科學論文，這是第一篇使用HARPIA-LIGHT系統的論文。這標志著Kerzig Group和Light Conversion的一個重要里程碑，突顯了現代技術如何幫助研究人員能夠突破超快光譜學的邊界。

圖1. 新型雙色光敏催化劑及其在515nm激發下使用HARPIA-LIGHT系統分析的激發態行為

臺式瞬態吸收光譜系統HARPIA-LIGHT介紹

HARPIA-LIGHT 瞬態吸收光譜系統被歸類為 1 類激光產品，集易用性、多功能性與卓越性能于一體，采用緊湊的一體化設計。

HARPIA-LIGHT 在測量靈敏度、時間分辨率和光譜覆蓋范圍方面表現出色。體積小巧，內置工業級 CARBIDE 飛秒激光器和光譜儀，并配備先進且用戶友好的數據采集軟件。其直觀的界面和簡化的工作流程實現了高效操作，讓用戶節省寶貴的時間與精力。只需放置樣品并點擊按鈕，即可快速獲取豐富的信息。

產品參數