Legami idrogeno (HB), le principali interazioni intermolecolari, sono intrinsecamente di natura fluttuante.

Chiarire gli accoppiamenti dinamici dei legami idrogeno rimane impegnativo per gli studi spettroscopici dei sistemi bulk, perché le loro firme vibrazionali sono mascherate dagli effetti collettivi della fluttuazione di molti legami idrogeno.

Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal prof. Jiang Ling del Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) dell'Accademia cinese delle scienze e dai suoi collaboratori ha identificato la firma vibrazionale dell'accoppiamento dinamico di un forte legame idrogeno. Lo studio è stato pubblicato su Journal of Physical Chemistry Letters il 26 febbraio.

Lo studio ha rivelato che gli accoppiamenti dinamici sono stati originati da una forte risonanza di Fermi tra i tratti di OH legati all'idrogeno e diversi movimenti del solvente acqua/metanolo, come traduzione, a dondolo, e piegatura. Ha inoltre evidenziato un modello generale per chiarire l'accoppiamento dinamico del legame idrogeno nei sistemi atmosferici e biologici.

Basato sulla spettroscopia infrarossa che utilizza un laser a elettroni liberi ultravioletti sotto vuoto sintonizzabile (VUV-FEL), il team di ricerca ha smascherato le firme vibrazionali per gli accoppiamenti dinamici nei complessi trimetilammina-acqua e trimetilammina-metanolo neutri, come modelli microscopici con un solo legame idrogeno che contiene due molecole.

L'ampia progressione dei picchi di stretching OH con modulazione di intensità distinta oltre ~ 700 cm ^-1 è stato osservato per trimetilammina-acqua, mentre la drastica riduzione di questa progressione nello spettro trimetilammina-metanolo ha offerto prove sperimentali dirette per gli accoppiamenti dinamici.

I calcoli della meccanica quantistica hanno rivelato che tali accoppiamenti dinamici sono stati originati da una forte risonanza di Fermi tra i tratti di OH legati all'idrogeno e diversi movimenti del solvente acqua/metanolo, come traduzione, a dondolo, e piegatura.