佛罗里达州立大学研究人员在一项关于配体-金属光催化剂的研究中发现，部分分子内部存在一条会限制化学反应效率的能量“分流”路径：分子吸收光能后，能量被重新导向，使体系迅速进入较低能态，进而削弱了断裂化学键所需的能量供给。研究人员表示，这一发现有望为提升制药及其他化学加工过程的反应效率提供机制层面的依据。

研究团队将关注点放在配体-金属电荷转移分子上。研究人员介绍，配体是与更大分子结合的分子，在该研究中配体与金属结合；光催化剂则是利用光来加速化学反应的材料。按照理论预期，这类分子应能更有效地利用光能推动反应，但在实验中，化学家观察到的反应效率却偏低。

相关成果发表在《美国化学会杂志》上。研究指出，问题的关键在于分子吸收能量后，会快速转入较低能态，导致吸收的能量未能用于断裂化学键，断键过程因此受到限制。

该研究合著者、佛罗里达州立大学化学与生物化学系助理教授布莱恩·库迪施表示，分子吸收光并获得能量后，并不总会按预期发生断裂并推动光化学反应。

研究人员解释，分子吸收光能后，能量通常需要通过某种方式释放：可能触发化学反应，也可能以热的形式散失，或以光的形式辐射回去（发光）。然而，在实验观察中，这类配体-金属电荷转移分子与其他反应性材料结合并在光照下确实发生反应，但效率远低于预期，同时几乎不发热也不发光，由此引出“能量去向”的疑问。

研究给出的解释是，材料内部电子构型发生变化，电子并未用于断裂化学键，而是通过重新排列进入较低能态。合著者、研究生雷切尔·韦斯表示，当体系获得大量能量时，会倾向于摆脱能量；在该系统中，可能的路径包括断裂化学键或电子重新排列，而体系更常选择后者。在研究所举的案例中，约85%的情况下分子走向电子重新排列路径。

研究人员指出，电子重新排列并不会在制造等实际应用中直接带来更高效的反应，但对该机制的理解被认为对后续研究至关重要，可能为提升化学加工效率提供方向。库迪施称，目前尚不清楚决定分子选择哪条路径的因素，但这一认识意味着相关反应在未来有望实现“五到十倍”的提速。

研究团队以制药制造为例指出，企业需要为患者生产数百万剂药物，单次反应时间的缩短将显著提升整体效率。库迪施表示，制造一种分子的经济效益与反应所需时间相关，反应越快，能够生产的产品就越多。