新技术突破：高谐波光谱在液体中直接捕捉原子尺度“瞬时瞬间”
1. 研究背景液体的挑战：与固体不同，液体没有固定结构；溶质‑溶剂相互作用发生在极快的时间尺度（亚秒级）→ 传统光谱手段难以捕捉。
高谐波光谱（HHS）：利用极短激光脉冲将电子瞬间从分子中“拉离”，随后再回弹，发出携带电子与核动态信息的高能光子。该技术可实现亚秒级、甚至阿秒级时间分辨率。
“超薄液体薄膜”：实验组在液体中制备了极薄（µm 级）液体“纸张”，减少高谐波光子在液体中的吸收，使其得以有效逃逸。
首次在液体中实现 HHS：证明了该技术可直接探测溶剂-溶质间的即时相互作用。
3. 意外发现：氟苯-甲醇混合物混合物
预期结果
实际结果
氟苯 + 甲醇
与单一溶液相比，谐波发射应为两者简单叠加，甚至更强
谐波强度明显降低；某一特定谐波完全消失
其他卤代苯 + 甲醇
与氟苯相同的“叠加”行为
谐波强度接近各自单液体的水平
为什么氟苯特殊？
计算机分子动力学显示：氟原子极具电负性，在甲醇的 O–H 上形成有序的氢键（“分子握手”）。
该结构在电子加速路径上形成了额外的散射屏障，导致高谐波生成过程中出现“破坏性干涉”，从而消失了一个谐波并削弱整体发射。
4. 理论与实验的交叉验证时间相关薛定谔方程模型：证明散射屏障位置的细微变化即可导致谐波强度的巨大波动，解释了实验中的极端抑制现象。
对本地溶剂结构的“光谱指纹”：抑制效应高度依赖屏障位置，意味着通过高谐波信号即可获得关于溶剂-溶质局部结构的细粒信息。
5. 启示与前景对液体化学的影响：能够在真实液体环境下以阿秒级别捕捉电子动力学，为研究化学反应、放射损伤机制、光致材料改性等提供新窗口。
技术可扩展性：液体薄膜与 HHS 的组合可进一步拓展到更复杂溶液（蛋白质、RNA 以及生物细胞内液滴）
未来工作：
开发更高效的液体薄膜或波导结构。
系统研究不同溶质与溶剂的谐波敏感度。
与材料科学、放射疗法和辐射损伤研究联动，探讨电子散射对损伤过程的作用。
“我们证明了解决相位和相互作用的 HHS 对局部液体环境极为敏感。” – Lou DiMauro 研究预示着在液体中实现高分辨率电子动力学成像的可行路径，未来有望解开更多复杂溶液反应的“瞬间”机理。
勇编撰自论文"Solvation-induced local structure in liquids probed by high-harmonic spectroscopy".Proceedings of the National Academy of Sciences.2025相关信息
