Pierwsze w historii zdjęcie wiązań wodorowych

Fotografie pojedynczych cząsteczek i atomów nie są już dzisiaj niczym niezwykłym. Teraz jednak “obiektyw” niemieckiego mikroskopu po raz pierwszy uchwycił na zdjęciach słabe wiązania chemiczne, zwane wodorowymi. Co ciekawe, odkrywcy nie bardzo rozumieją, jak im się to udało… Słówko “obiektyw” zostało w pierwszym akapicie zamknięte w cudzysłów, ponieważ skaningowy mikroskop tunelowy (Scanning Tunneling Microscope – STM), [...]

Fotografie pojedynczych cząsteczek i atomów nie są już dzisiaj niczym niezwykłym. Teraz jednak “obiektyw” niemieckiego mikroskopu po raz pierwszy uchwycił na zdjęciach słabe wiązania chemiczne, zwane wodorowymi. Co ciekawe, odkrywcy nie bardzo rozumieją, jak im się to udało…

Słówko “obiektyw” zostało w pierwszym akapicie zamknięte w cudzysłów, ponieważ skaningowy mikroskop tunelowy (Scanning Tunneling Microscope – STM), którym rutynowo fotografuje się płaskie powierzchnie w skali atomowej, w ogóle nie posiada tego elementu optycznego.

“Patrzenie” przez ten mikroskop polega na przesuwaniu tuż nad powierzchnią próbki specjalnej igły o ultraostrym szpicu – na jego końcu znajduje się pojedynczy atom. Między tym atomem a atomami próbki dochodzi do czysto kwantowego “przeskakiwania” elektronów, fachowo nazywanego tunelowaniem. Elektrony tunelują tym łatwiej, im mniejszy jest dystans między atomami, toteż mierząc intensywność tego zjawiska, oprogramowanie mikroskopu ustala szczegółową elektronową “topografię” próbki.

Badacze z Jülich Research Centre w Niemczech przed dwoma laty zauważyli, że zdjęcia z STM wychodzą ostrzejsze, gdy pod szpic igły wtłoczy się zimny wodór. Ku ich zaskoczeniu, na wykonanych przez nich niedawno fotografiach substancji organicznej o nazwie PTCDA, między jej molekułami zobaczyli delikatną sieć wiązań wodorowych.

W kosmosie natrafiono na molekuły-giganty

Na zamieszczonych powyżej zdjęciach szare bryły to cząsteczki PTCDA. Łączące je zielone pasy przebiegają dokładnie tak, jak rozmieszczone powinny być wiązania wodorowe. Na zdjęciu po prawej naniesiono je schematycznie, a także narysowano strukturę samych cząsteczek.

Uczeni przyznają, że nie mają póki co pojęcia, w jaki sposób ich technika uczula mikroskop na obecność wiązań wodorowych. Bez względu jednak na fizyczny mechanizm, jaki się za tym kryje, ich odkrycie będzie mieć duże znaczenie dla nanotechnologii.

Wiązania wodorowe (obrazowo nazywane też mostkami protonowymi) mają swoje źródło w elektrostatycznym przyciąganiu między atomem wodoru a wolnymi elektronami innego atomu czy molekuły. Mają kluczowe znaczenie w biochemii. Odpowiadają m.in. za charakterystyczne skręcenie łańcuchów DNA oraz skomplikowaną, pozwijaną strukturę białek.

Źródło: gadzetomania.pl

Pobierz ebook "Social media marketing dla firm i agencje się w nim specjalizujące"