2007年8月3日
研究人员天普大学首次在单分子水平上观察并记录了电极表面的电子转移反应，这一发现可能在分子电子学、电化学、生物学、催化、信息存储和太阳能转换等领域具有未来相关性。
研究人员在国际科学杂志《化学》(Angewandte Chemie)上发表了他们的研究成果，“分子水平上电极-电解质界面上卟啉电子转移反应动力学”。http://www3.inter欧洲杯线上买球science.wiley.com/cgi-bin/abstract/114287533/ABSTRACT)．
“最简单的化学反应是氧化和还原，”坦普尔大学化学教授、该研究的主要作者埃里克·博尔盖(Eric Borguet)说。“化学基本上都是关于电子从一个原子转移到另一个原子或一个分子转移到另一个分子。这些反应被称为“氧化还原”反应。
根据博尔盖的说法，这些反应发生的一个重要地方是电极表面。例如，金属腐蚀本质上是氧化。有时可以通过减少氧化物和回收金属来逆转腐蚀。
他说:“我们大多数关于氧化和还原的研究基本上都涉及测量电子进出化学系统的流动。”“我们从来没有真正地在单个分子的水平上看这个问题，一次只看一个分子。我们不一定能做到这一点。”
作为他们研究的一部分，博尔盖和他的合作者正在研究卟啉的金属电极表面，卟啉是一种重要的分子，参与了许多生物过程，事实上，可以作为这些过程的催化剂。
天普大学的研究人员使用了扫描隧道显微镜，其中一个锋利的金属尖端扫描电极表面，并测量电子从尖端，通过分子，到金属表面的通道。他们注意到，分子的化学状态改变了电子从金属尖端传递到电极的能力。
“我们注意到，在某些条件下，一些分子看起来是暗的，而另一些则是亮的，”博尔盖说。“我们发现，当我们给开始氧化的电极施加一个电势，或者从分子中拉出一个电子时，分子就会改变颜色，呈现出黑色。所以现在看来，我们可以看到氧化分子(黑暗分子)和还原分子(明亮分子)之间的区别。”
博尔盖说，通过掌握分子的化学状态，研究人员现在有能力识别氧化和还原分子，并分别跟踪它们。
“作为研究人员，我们现在可以问这样的问题:分子是一次氧化一个，还是整个表面区域一起氧化?”,他说。"它们是成对地氧化还是成簇地氧化"如果一个分子氧化，它是否会使邻近的分子更有可能被氧化"这些过程发生的时间尺度是什么又是什么因素促使氧化还原反应发生?
博尔盖认为，Temple的研究人员是第一个在单分子水平上观察和理解这种界面电子转移过程的人。
“我们认为，如果你回顾文献和其他人的数据，就会发现这是有证据的，但我认为他们实际上没有意识到他们正在观察这个过程，”他说。