Felbontottak egyetlen atomi kötést, és le is fotózták

A Princeton Egyetem munkatársai fejlett mikroszkópos eljárással sikeresen végrehajtották és rögzítették egyetlen kémiai kötés felbomlását. A kutatók egy egyetlen rézatomban végződő, úgynevezett atomerő-mikroszkópot használtak, amelyet fokozatosan közelítettek egy szén- és egy vasatom közötti kötéshez, amíg fel nem bontották. A mikroszkóp képén nemcsak a kötés felbomlása látható, de mérhető az ehhez szükséges erő is. A szakemberek szeptember végén a Nature Communicationben publikálták az eredményt.

Hihetetlen, hogy láthatod, ahogy egy molekula egy másikhoz kötődik egy felületen, elképesztő

– értékelte a dolgozat egyik szerzője, Craig Arnold professzor.

Az, hogy ezt az adott kötést húzhattuk, tolhattuk, lehetővé teszi, hogy sokkal jobban megértsük az ilyen kötések természetét – az erejüket, hogyan hatnak egymásra –, és egy sor következtetésre ad okot, például a katalízissel kapcsolatban, ahol ugyanígy van egy molekulád egy felületen, aztán jön valami, és szétszedi

– tette hozzá.

A kutatást vezető Nan Yao kiemelte, hogy a kísérletekből arra is következtetni lehet, hogy egy kötés felbomlása miként befolyásolja egy katalizátor kapcsolódását egy felülethez, ami biokémiai szempontból fontos felismerés.

Atomi szintű matatás

A kísérlet során a szénatom egy szén-monoxid-molekula része volt, míg a vas egy katalizátorként működő pigment a vas-ftalocianinban volt jelen. A vas-ftalocianin egy szimmetrikus, keresztalakú struktúra, amelynek a közepén nitrogén- és széngyűrűk kapcsolódnak egy vasatomhoz. A közepén elhelyezkedő vasatom a szén-monoxid szénjével lép kapcsolatba, és a kovalens kötés egy fajtája, a datív kötés jön létre.

A 2009 óta használt atomerő-mikroszkóp nem ért a molekulákhoz, a rezgésében bekövetkező változások alapján sikerült képet alkotni a folyamatról. A rezgések frekvenciaváltozása alapján kiszámították, hogy a datív kötés megszakításához 150 pikonewtonos erőre volt szükség. A mérésekhez vibrációtól mentes környezetre, vákuumra és a vizsgált atomok abszolút nulla fokhoz közeli hőmérsékletre hűtésére van szükség.

Az atomi kötések felbontása manipuláció útján egy újabb eszköz a tarsolyunkban az atomi szintű manipulációval végzett kémiai kutatás terén, és újabb lépés az egyre bonyolultabb molekulák megépítése felé

– értékelte az eredményt Leo Gross, aki az atomerő-mikroszkópot kifejlesztő IBM atomi és molekuláris manipulációs kutatócsoportjának vezetője Zürichben.

(SciTechDaily)