Молекулната връзка е точно като по учебник

За първи път в света учените са успели да получат визуално изображение на молекула с атомарна резолюция в процеса на пренастройка на нейните връзки. Полученото изображение удивително прилича на картинките от учебниците по химия.

До днес учените само са правили предположения за молекулярните структури. Но с помощта на атомно-силов микроскоп отделните атомни връзки – всяка с дължина няколко десетомилионни части от милиметъра, съединяващи 26 въглеродни молекули и 14 водородни атома – са ясно видими. Резултатите от изследването са публикувани в сп. Science.

Екипът учени първоначално имал за цел да събере наноструктури от графен – еднослоен материал, в който въглеродните атоми са построени в повтарящи се шестоъгълни модели. Създаването на въглеродни „восъчни пити” изисква пренареждането на атомите от линейни вериги в шестоъгълни форми – такава реакция може да създава няколко различни молекули. Химикът Феликс Фишър и колегите му от Калифорнийския университет в Бъркли искали да визуализират молекулите, за да се уверят, че правят всичко както трябва.

Въглеродсъдържаща молекула преди и след пренастройването й, с включени два от най-срещаните продукта на реакцията. Мащабът на изображението е 3 ангстрьома, или 3 десетомилиардни от метъра.
© Lawrence Berkeley National Laboratory and University of California at Berkeley

За да документира графеновата рецепта, Фишер се нуждаел от мощен оптичен уред и той използвал атомно-силовия микроскоп на лабораторията на университета в Бъркли. Безконтактната атомно-силова микроскопия използва изключително чувствителна игла за прочитане на електричните сили, произвеждани от молекулите. Върхът на иглата се движи близо до повърхността на молекулата, тя се отклонява под действието на различни заряди, създавайки изображение на това, как са разположени атомите и връзките между тях.

С помощта на микроскопа изследователите успели не само да визуализират въглеродните атоми, но и връзките между тях. Те поставили пръстеновидната молекулна структура на сребърна повърхност и я нагрявали, докато молекулата се пренареди. След охлаждане успели да фиксират продуктите на реакцията, сред които се оказали три неочаквани продукта и една молекула, предсказана от учените.

Източник: Wired