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巴塞隆纳大学研究纳米电极控制化学反应

　　英文原文：Scientists exploit nanotechnology approaches to speed up chemical reactions

　　化学反应常常只能靠分子随机的运动，碰巧撞到适当的位置来发生，在生物体中，为了精准的进行以及加速化学反应，有许多奇形怪状的酵素，能抓住分子，让它们以正确的位置与角度凑在一起，这种效率与精确让人类的化工工程师们十分羡慕，所以人类也决定来研究有没有办法像拼积木一样把分子一个个拼装上去的办法，如今巴塞隆纳大学与 2 家澳洲大学组成的研究团队，发展出以纳米电极来控制并催化有机化学反应。

　　研究团队测试进行的化学反应是狄耳士─阿德尔反应（Diels–Alder reaction），又称双烯加成反应，可合成六元环，是有机化学反应中非常重要的碳碳键形成办法，是有机合成中常用的反应。

　　过去就有许多科学家认为，很多化学反应都可以用施加电场来催化加速，而且不仅仅是氧化还原反应，研究团队决心证明这点，因此挑选了这个双烯加成的环生成反应，做法是打造纳米电极，利用纳米电极施加微小电场，然后以扫描穿隧式显微镜（scanning tunnelling microscopy，STM）来观察反应过程。

　　扫描穿隧式显微镜是利用量子穿隧效应（quantum tunneling effect）探测表面原子结构的仪器，所谓量子穿隧效应，指的是当以大量电子撞击一层薄薄目标时，电子有机率会产生穿隧电流（tunneling current），每当厚度增加 1 Å，穿隧电流会衰减为十分之一，利用这样的特性，可打造出具原子等级分辨率的显微镜。

　　研究团队观察到，藉由施加电场，让要反应的分子方向对正，因此加速了反应的进行，这是首次以电场加速了非氧化还原化学反应。

　　电场催化是化学合成领域中较少被研究的冷门学问，研究团队认为这次研究成果显示施加电场或许可以达成许多过去以传统方式无法完成的化学反应，开启了未来化学技术的大门。此次研究于 2016 年 3 月刊载于《自然》（Nature）期刊。

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