Mer molekyler fotografert av forskerne (Kawai et al)
Vann har noen spesielle egenskaper du har sikkert hørt om i high school kjemi. Mest merkbart er det stikker til seg selv veldig godt. Det perler sammen, ser ut som dette på plass, og klatrer opp planter’ vaskulær systemer, all takk til hydrogen obligasjoner. Nå har forskere funnet ut nøyaktig hvor trege de allestedsnærværende obligasjoner.
Selv Vanskelige en Våt Klut Er Magisk på Plass
Astronaut Chris Hadfield fortsetter å gjøre oss alle sinnsykt sjalu på den tiden han har vært…
Les mer
Forskere har avbildes hydrogen obligasjoner før, men er nå rapporterer at de har målt kvantitativt dem i aksjon, med utrolig høy oppløsning mikroskoper. Og å få en bedre forståelse av hydrogen obligasjoner kan være en stor avtale når en skal studere molekyler som er avhengige av dem. Det inkluderer vårt eget DNA, som har to kjedene er holdt sammen av hydrogen obligasjoner.
Normal obligasjoner skjer når atomer dele elektroner. Men hydrogen atomer er bare én positiv kostnader knyttet til enkelt-elektroner, så når de bånd med noe annet, noe som resulterer molekyl har en eksponert positive siden. På denne siden kan holde seg til negative biter på andre molekyler. Den nye teknikken var i stand til å faktisk måle styrke og virkemåten til disse obligasjonene.
“Potensielt denne teknikken kan bli utvidet for identifikasjoner” av geometri og kjemi “av mer komplekse store molekyler som DNAs og polymerer,” skriver de i papir publisert fredag i tidsskriftet Science Fremskritt.
Det er mange forskjellige måter å observere de ulike atomer som danner molekyler, inkludert teknikker med lange navn som “infrarød spektroskopi,” “nuclear magnetic resonance spectroscopy,” og “x-ray crystallography.” Disse metodene krever å analysere lyset som spretter av et eksempel. Men i alle tilfeller, det er super vanskelig å få øye på enkelte hydrogen atomer.
Det er der metoden bak den nye imaging—atomic force mikroskopi— kommer inn. Forskere har tidligere brukt det til analysert individuelle atomer i molekyler, men aldri ned til oppløsning av hydrogen. Mikroskopet er i hovedsak en sonde med et molekyl på hyper-skarpe spissen, som i denne studien var karbonmonoksid. Forskerne fant at styrken av hydrogen bond var rundt 40 pico-Newtons maksimalt, eller omtrent 25 milliarder ganger mindre enn en Newton, som er den kraft som trengs for å akselerere en kilo masse fra null til én meter per sekund i ett sekund. Med andre ord, det er en teeny liten kraft.
En forsker jeg snakket med, kjemiker Henry Rzepa på Imperial College i London, trodde at teknikken var kult “effektivt fullfører den periodiske tabell for atomic force mikroskopi teknikk.” Kjemikere normalt grunn til å anta eksistensen av hydrogen-atomer i molekylene, og deres slutninger er normalt riktig. Men hver så ofte, inferring eksistensen av hydrogens er ikke nok, spesielt når forskere ønsker å bekrefte eksistensen av en ukjent hydrogen bond.
Likevel, “Det vil bidra til å lukke en liten, men betydelig gap i de metoder vi har for å studere strukturen til molekyler,” sa han.
[Vitenskap, Fremskritt]