在这里，两个电子在溶剂分子的包围下短暂地结合成一个二电子(红色)。双电子不能更精确地定位。其中一个电子随后会离开这个区域。资料来源:Hartweg S et al。科学2023

一个国际科学家小组成功地在溶液中产生了慢电子。这些电子有可能在未来提高某些化学反应的效率。

这个多国研究小组的最初目标是探测一种神秘的化学物体:溶液中的介电子。双电子由两个电子组成，但与原子不同的是，它没有原子核。到目前为止，科学家还无法直接探测到这样的物体。

当由苏黎世联邦理工学院教授Ruth Signorell领导的研究人员正在进行双电子实验时，他们意外地发现了一种产生慢电子的新方法。它们可以用来引发某些化学反应。

二电子不稳定。它们在不到万亿分之一秒的时间内再次分裂成两个电子。正如研究人员能够证明的那样，其中一个电子留在原地，而另一个电子——能量低，因此相对较慢——移动了。新方法的特别之处在于，它允许研究人员控制这个电子的动能，从而控制它的速度。

介电子占据空腔

但首先要做的是:为了产生二电子，研究人员将钠溶解在(液态)氨中，并将溶液暴露在紫外线下。这种暴露会使氨分子中的一个电子与钠原子中的一个电子结合，从而形成一个二电子。介电子在溶液中短暂地占据一个微小的空腔。研究人员设法证明，当双电子分裂时，其中一个电子以所使用的紫外光波长决定的速度移动。“一些紫外线能量已经转移到电子上，”西格诺瑞尔说。

苏黎世联邦理工学院的研究人员与来自德国弗莱堡大学、法国SOLEIL同步加速器和美国奥本大学的研究人员合作开展了这项工作。

检查反应和辐射损伤

由于各种原因，这种低动能的电子很有趣。一是慢电子会对人体组织造成辐射损伤。移动电子可以在这种组织中形成，例如作为x射线或放射性的结果。然后它们可以附着在DNA分子上并引发化学反应。在实验室中更容易地产生这种慢电子将有助于研究人员更好地研究导致辐射损伤的机制。

但是人体并不是唯一一个由接受自由电子的化合物引起化学反应的地方。合成可的松和其他类固醇的生产只是一个例子。

利用紫外光作为一种相对简单的方法，直接在溶液中产生慢电子，并控制电子的能量，将使将来更好地研究这些反应变得更容易。化学家甚至有可能优化反应，例如通过使用紫外线来增加电子的动能。

参考文献:“光激发的溶剂化二电子:低能电子的有效来源”，作者:Sebastian Hartweg, Jonathan Barnes, Bruce L. Yoder, Gustavo A. Garcia, Laurent Nahon, Evangelos miliordo和Ruth Signorell, 2023年5月25日，Science。DOI: 10.1126 / science.adh0184