近日，我院李安阳副教授与南方科技大学、美国加州大学洛杉矶分校、新墨西哥大学等单位合作，在低温离子-分子反应动力学研究中取得重要进展。研究成果以“Isomer-specific kinetics of the C⁺ + H₂O reaction at the temperature of interstellar clouds”为题在Science Advances杂志发表 。李安阳为共同第一作者，西北大学为文章第三单位。

星际分子云的形成与演化的本质是发生化学反应，理解这些化学反应过程是进一步认识以及探索星际空间的基础。没有势垒的离子-分子反应是其中重要的部分，通常在低温下反应速率很大，可以导致更大分子的形成，是我们宇宙化学多样性的根源。星际空间由于气体稀薄、温度低以及受宇宙辐射的影响，星际化学反应常会表现出不同的特性，导致经典模型预测不够准确，需要在相应的反应条件下对相关化学反应进行精确的测量并因此更新对反应的根本认识。

李安阳副教授长期从事离子-分子反应的理论研究，近年来在理论方法(Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 22, 17460)和具体反应(J. Phys. Chem. Lett. 2018, 9, 3555; Science Advances 2018, 4, eaas9544; J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 20300)的研究中均取得进展。近期，在原有工作基础上，与实验组合作对星际及大气化学中重要的离子分子反应C⁺ + H₂O → HOC⁺/HCO⁺ + H做了全新的研究。实验组设计了一套低温离子分子反应装置，分别冷却C⁺离子和H₂O分子，在高真空条件下实现了20K温度下对C⁺ + H₂O反应的观测。理论计算工作通过新构建的高精度势能面和精确的动力学计算，解释了实验中非常规现象，验证了实验结果，并进一步揭示了反应中的动力学特性。此工作中建立的反应装置和计算方法能够扩展到其它离子分子反应体系的研究，对于我们深入理解气相条件下离子分子反应机理以及认识大气、燃烧等过程具有重要的实际意义。