Разработан новый способ отображения субмолекулярных структур — Naked Science
Редакция

Разработан новый способ отображения субмолекулярных структур

Ученые из Калифорнийского университета в Ирвайне добились беспрецедентных результатов в отображении молекулярной структуры.

f2
©Wikipedia

При помощи сканирующего тоннельного микроскопа исследователи из Калифорнийского университета в Ирвайне использовали в качестве сенсора и преобразователя двухатомное соединение для исследования и получения изображения образцов. Они получили беспрецедентную информацию об их структурах, связях и электрических полях. Работа опубликована в статье журнала Science Advances.

 

«Мы использовали эту технику для отображения химической информации внутри одной молекулы на субмолекулярном пространственном разрешении, — говорит соавтор исследования В. Ара Апкарян. — Возможность увидеть происходящее внутри базовых единиц всего вещества действительно удивительна, и это одна из целей, которые мы более десяти лет преследуем в Центре химических инноваций на пределе пространства и времени (CaSTL. — Прим. автора)».

  

Чтобы добиться этих результатов, ученые из CaSTL прикрепили одну молекулу окиси углерода к концу острой серебряной иглы внутри микроскопа. Они направили на наконечник лазер и проследили вибрационную частоту прикрепленной молекулы при помощи так называемого эффекта Рамана, приводящего к изменениям в цвете света, рассеивающегося от соединения.

 

Калибровка молекулярного электрометра / © UCI

 

Этот эффект очень слабый, в сканирующем тоннельном микроскопе наконечник работает как молниеотвод, усиливая сигнал на 12 порядков. При помощи регистрации малых изменений в вибрационной частоте окиси углерода при ее приближении к целевым молекулам исследователи смогли отобразить молекулярные формы и характеристики благодаря вариациям в электрических зарядах внутри молекулы.

 

В экспериментах ученые использовали металлопорфирины — соединения, находящиеся в человеческой крови — и растительные хлорофиллы.

 

Полученные изображения предоставили беспрецедентные детали о металлопорфирине, включая его заряд, внутримолекулярную поляризацию, локальную фотопроводимость, поверхностные волны плотности электронов — силы, диктующие функциональную и структурную трансформацию молекул.

 

Несмотря на то что работа представляет собой прежде всего чисто фундаментальное научное исследование, в будущем ей могут найти практическое применение в одномолекулярных электромагнитных системах.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

12 часов назад
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

Вчера, 18:35
Илья Ведмеденко

Египтяне провели учения, на которых французский истребитель Rafale одолел российский Су-35. Оба самолета принадлежат к четвертому поколению.

Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Позавчера, 21:04
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Вчера, 18:35
Илья Ведмеденко

Египтяне провели учения, на которых французский истребитель Rafale одолел российский Су-35. Оба самолета принадлежат к четвертому поколению.

Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: