纳米流体装置为研究单分子化学反应提供了解决方案

在化学反应中，不同物质中的分子彼此相遇形成新分子，从而导致其原子键发生变化。分子在极短的时间内以极近的距离(一纳米或更小)碰撞。这使得在分子尺度上研究化学反应的细节变得困难。

大多数用于解释单分子反应动力学的实验知识都是通过研究气体中的反应获得的。然而，绝大多数化学反应发生在液体中，因此阐明溶液中的单分子反应动力学是一个重要的挑战，实验工具很少。

纳米流体装置——几平方厘米的玻璃板，上面刻有纳米尺寸的纳米流体通道——提供了一个类似试管的环境来限制单个分子。纳米流体装置有可能与各种具有高时间分辨率的现有分析仪器结合使用，以研究极快的单分子反应。

由大阪城市大学工程研究生院的YanXu副教授和NattapongChantipmanee博士领导的团队设计了在单分子水平上自由操纵纳米材料、生物材料和分子的原理和技术。他们审查的方法使用了纳米流体处理、功能集成以及流体控制和测量等基础技术，开创了使用纳米流体整合各个领域的方法。

此外，为了使用他们独特的纳米流体装置阐明溶液中反应的单分子动力学，他们正在努力解决诸如如何精确操纵溶液中的小分子以及如何测量它们极快的(纳秒级到皮秒级)反应等问题。

研究人员在2023年1月的TrACTrendsinAnalyticalChemistry上发表了他们关于纳米流体装置开创的溶液中单分子反应动力学的评论文章。作为这一新领域的先驱，审稿人提供了涵盖研究和开发前沿、未来挑战以及这些发现可能引领新方向的鸟瞰图。

“纳米流体装置有可能成为阐明溶液反应动力学的绝佳实验工具。我希望这篇论文能鼓励更多的研究人员加入这个新兴的研究领域，”徐教授说。