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 техника
 — 
00:00 25 апреля 2017

Подрыв устоев

Достигнут прогресс в создании эффективных литиевых аккумуляторов
Ракета-носитель «Союз-2.1а» в монтажно-испытательном корпусе на территории технического комплекса космодрома ВосточныйВсем спасибо, все свободны
Почему космодром Восточный оказался не нужен России
Северная полярная область Меркурия характеризуется резкими перепадами температур (50-400 кельвинов) и наличием в кратерах водяного льдаОсталось недолго
Как умирает ближайшая к Солнцу планета
Waaagh!
Реки крови и бесконечная война: рецензия на Warhammer 40,000: Dawn of War III
Красный лев Троцкий на могиле контрреволюции, из серии карикатур Виктора Дени. РСФСР, 1922 год«Он воспламенял народные массы»
Как Лев Троцкий обеспечил победу большевиков в 1917 году
Комби-удар
Выясняем, как обновленная «Октавия» ведет себя на российских дорогах
Автомобили года в России
Россияне выбрали лучшие машины 2017 года в 23 классах
Сельхозтехника с паровыми двигателями
Самые интересные паровые машины для работы в поле
Самые выдающиеся французские машины
10 автомобилей из Франции, ставших культовыми
Чудеса селекции
Что получится, если скрестить квартиру с дачей: опыт россиян
Шведы поневоле
Исповедь россиянина, живущего в групповой семье
Добро пожаловать в рай
Жилье в Крыму: новую квартиру на полуострове можно купить за миллион рублей
Сносное настроение
Демонтаж жилых домов в Москве: что нужно знать
Вышка светит
Как выглядит частный особняк, побивший мировой рекорд этажности