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        量子多维红外(QMDIR)光谱实验室拥有与凝聚相化学、物理和生物学等领域密切相关的飞秒二维红外(2D IR)光谱手段。2D IR光谱具有以飞秒时间分辨率在化学键水平上跟踪分子动态结构的能力。近来的2D IR实验和理论研究表明,许多非谐性振动参数对分子结构和动力学都很敏感。利用2D IR光谱技术,我们可以研究成对化学基团之间的相对方位及距离,用于跟踪凝聚相中分子的结构变迁。所得结果将有助于我们认识分子超快结构动力学、化学反应、蛋白质折叠和聚集等过程。课题组的远期目标是在其它波段建立多维光谱技术,如近红外、可见、紫外和X-射线等波段。

        我们课题组的研究还包括利用量子化学计算和(从头算或经典力学)分子动力学模拟方法来预测非谐性振动参数,用于二维维红外光谱的计算和模拟(如图1),将飞秒二维红外光谱和分子的平衡态、动态结构联系起来,从而在超快时间尺度上实时跟踪凝聚相复杂分子的结构变化。

                                            

 

部分参考文献:

  1. Donghai Li, Fan Yang, Chen Han, Juan Zhao, and Jianping Wang, "Correlated high-frequency molecular motions in neat liquid probed with ultrafast overtone two-dimensional infrared spectroscopy",  J. Phys. Chem. Lett.  2012, 3, 3665-3670.
  2. Fan Yang, Pengyun Yu, Juan Zhao, and Jianping Wang, "Simultaneously Probing Two Ultrafast Condensed-Phase Molecular Symmetry Breaking Events by Two-Dimensional Infrared Spectroscopy", Chem. Phys. Chem. 2013, 14, 2497-2504.
  3. Jianping Wang, "Ab initio-based all-mode two-dimensional infrared spectroscopy of a sugar molecule", J. Phys. Chem. B (Letter) 2007, 111, 9193-9196.