德國科學家打造史上最強「錳」複合物，刷新光化學壽命紀錄
在光化學領域，德國美因茲大學的研究團隊最近發現了一種新型的錳(I)金屬複合物，該複合物創下了最長的激發態壽命紀錄，為未來大規模應用開啟了新的可能性。傳統上，化學反應多依賴熱能驅動，但科學家們越來越多地轉向光為能量來源，因為光能使反應的引導變得更加精確，這個過程被稱為光化學。
以往，光化學反應主要依賴於稀有且昂貴的金屬，如釕、鋨或鉑，這些金屬在提取過程中也會帶來環境挑戰。然而，研究人員創造了一種以錳為基礎的金屬複合物，這種金屬不僅豐富且價格低廉。
儘管錳在地球上的豐富程度超過釕超過十萬倍，但其在光化學中的應用一直受到限制，主要是因為其合成過程複雜，通常需要九到十個步驟，且激發態壽命極短。新開發的錳複合物克服了這些挑戰，研究人員能夠僅通過一步合成，直接從商業可得的起始材料中製備出來。
此外，研究人員還使用了一種特殊設計的配體，這使得複合物的性質可以進行調整。當無色的錳鹽和無色的配體在溶液中結合時，立即產生了深紫色，這在錳複合物中是非常不尋常的顏色，顯示出某種獨特的現象。
這種錳複合物不僅外觀引人注目，還展現出卓越的性能：其光吸收能力極強，捕捉光子概率高，使得光的利用效率非常高。該複合物的壽命達到190奈秒，這比任何已知的含有常見金屬（如鐵或錳）的複合物長兩個數量級。
在光化學中，催化劑（在此情況下為錳複合物）會被光激發，當它透過擴散遇到另一個分子時，會將電子轉移給該分子。由於粒子之間的相遇可能需要奈秒，因此激發態必須持續越久越好。研究人員成功檢測到了光反應的初始產物，證明了該複合物如預期般反應。
這一發現擴展了可持續光化學的邊界。憑藉其可擴展的一步合成、高效的光吸收、穩健的光物理行為和持久的激發態，這種新型錳材料為未來光反應的大規模應用奠定基礎。
研究發表於《自然通訊》期刊。
（首圖來源：Alchemist-hp (talk) (www.pse-mendelejew.de), FAL, via Wikimedia Commons）