Використовуючи технології атомно-силової мікроскопії (Atomic Force Microscopy, AFM) з надзвичайно високою роздільною здатністю китайські дослідники вперше в історії науки одержали досить чіткі знімки, на яких видно молекулярні структури, що містять водневі хімічні зв'язки. Слід зауважити, що вищезазначені водневі зв'язки відіграють ключову роль у навколишньому світі, що обумовлює підвищений інтерес до них з боку вчених-хіміків, біологів і біохіміків. Саме за рахунок цих зв'язків формуються подвійні ланцюжки молекул ДНК, і за рахунок водневих зв'язків вода має унікальні властивості.
Хіміки описують водневий зв'язок як сили тяжіння між атомом водню, сполученим з електронегативним атомом однієї молекули та з електронегативним атомом іншої молекули. І хімікам відомо як повинен виглядати такий зв'язок, правда, чисто на теоретичному рівні. До останнього часу нікому ще не вдавалося побачити водневий зв'язок на власні очі, але завдяки зусиллям вчених з китайського Національного центру нанотехнологій і нанонаук, кожному з нас випала така можливість.
Для того щоб зробити такий знімок, китайські вчені використали безконтактний атомно-силовий мікроскоп, який своїм високочутливим зондом здатний зареєструвти прояв навіть найслабших сил. Вченим довелося зробити безліч знімків молекул різних речовин, вибираючи з них ті, які мають форму, що дозволяє зонду мікроскопа вловити вплив слабкої сили водневого зв'язку. Зрештою, у якості піддослідної молекули була обрана молекула 8-гідроксихіноліну (8-hydroxyquinoline), досить складної органічної сполуки, яка була поміщена на мідну поверхню.
Атоми C показані сірим, H - білим, O - червоним, N - синім кольором
Зйомка зображень проводилась у два етапи. На першому етапі був отриманий грубий знімок всієї молекули 8-гідроксихіноліну, охолодженої до температури близької до абсолютного нуля. Використовуючи цей знімок, вчені приблизно встановили місцезнаходження шуканих водневих зв'язків і здійснили повторне більш повільне сканування з вищою роздільною здатністю лише потрібних місць, що дало чітку картину сил водневих зв'язків, які в інакшому випадку просто "потонули" б у шумах звичайних ковалентних хімічних зв'язків. Більше того, знання точного місця розташування водневих зв'язків навіть дозволило вченим здійснити їх зйомку при кімнатній температурі.
Деякі з вчених досі вважають, що водневим зв'язкам притаманні деякі аспекти та властивості звичайних ковалентних зв'язків, що не зовсім вписується в існуючі теорії. Отримані знімки водневих зв'язків, поряд з іншими досягненнями у цій галузі, дозволять вченим пролити світло на загадки водневих зв'язків і на їх роль у фундаментальних процесах, що відбуваються всередині всього живого на земній кулі.
Джерело: http://infonova.org.ua/science/naukovtsi-vpershe-otrymaly-chitki-znimky-vodnevykh-zv-yazkiv.html#ixzz3KT4bg3V3
Немає коментарів:
Дописати коментар