Найден способ фотографировать водородные связи

Зеленым показаны водородные связи между молекулами. Справа они представлены схематически. Изображение авторов исследования

Ученым впервые удалось сфотографировать водородные связи - достаточно слабый тип связей, который, тем не менее, определяет физико-химические свойства многих веществ. Работа исследователей появилась в журнале Journal of the American Chemical Society, коротко о ней пишет New Scientist.

Водородные связи образуются между атомом водорода, связанным с так называемым электроотрицательным атомом (например, кислородом или фтором), и другим электроотрицательным атомом той же или соседней молекулы. Электроотрицательные атомы способны "перетягивать" в свою сторону электроны своих соседей, например водорода. При этом водород приобретает частичный положительный заряд и начинает взаимодействовать с находящимся неподалеку электроотрицательным атомом, который несет частичный отрицательный заряд, - образуется водородная связь.

Авторы новой работы изначально не планировали визуализировать эти связи - они занимались изучением сложной органической молекулы PTCDA (перилен-3,4,9,10-тетракарбон-3,4,9,10-диангидрид) при помощи метода сканирующей туннельной микроскопии (СТМ). Эта технология позволяет определять "рельеф" изучаемых объектов за счет так называемого туннельного эффекта. Этим термином называют способность электрона преодолевать энергетический потенциальный барьер между двумя областями пространства (туннелирование - это явление квантовой природы, невозможное в классической механике).

При проведении СТМ над изучаемым объектом на высоте нескольких ангстрем (один ангстрем - это 10-10 метра) скользит игла микроскопа, на которую подается ток. При этом происходит туннелирование электронов, причем их количество зависит от расстояния от иглы до объекта. В своих предыдущих работах авторы выяснили, что разрешение итоговых изображений повышается, если между иглой и исследуемой поверхностью поместить охлажденный водород.

В ходе нового исследования ученые выяснили, что добавление водорода также позволяет увидеть водородные связи между молекулами PTCDA - на иллюстрации к новости они показаны зеленым цветом. На данный момент специалисты не могут объяснить природу наблюдаемого эффекта и собираются заняться соответствующими исследованиями в ближайшее время.

Недавно другой коллектив ученых опубликовал работу, в которой описано еще одно достижение в технологии микроскопии. Используя атомный силовой микроскоп, исследователи смогли предсказать пространственную структуру молекулы - то есть определить, как именно в ней расположены атомы.

Обсудить
Наука и техника00:04 9 августа

Харе Гитлер!

Пережившие войну нацисты нашли спасение в йоге и гомосексуализме
Полна чалма
Неизвестные снимки исчезнувших красот старой Индии
«Осужденным к расстрелу рубили головы топором»
Зачем Сталин устроил Большой террор и утопил страну в крови
Харе Гитлер!
Пережившие войну нацисты нашли спасение в йоге и гомосексуализме
«Наркоманы и проститутки, где тут ваши амфетамины?»
Власти пытаются подчинить молодежь, срывая вечеринки и запрещая фестивали
Спасти нерядового Райана
Кино недели с Денисом Рузаевым: от «Телохранителя киллера» до «Эмоджи»
«Америка, которую я полюбил»
5 важных старых книг: выбор Павла Басинского
Утратили Веру
Какими фильмами запомнится скончавшаяся 16 августа Вера Глаголева
Дичь какая
Эти люди совершают преступления, которые другим даже в голову не придут
«Больше вина — меньше одежды»
Где и как проводят каникулы самые знаменитые модели
«Они думают, что в России все плохо»
История москвички, переехавшей в Шотландию
Деньги танцующего миллионера
За что у любимца интернета Джанлуки Вакки отбирают виллы и яхты