Flere molekyler, der er optaget med forskere (Kawai et al)
Vand har nogle særlige egenskaber, du har sikkert hørt om i high school kemi. Mest bemærkelsesværdigt er det, det klæber til sig selv rigtig godt. Det perler sammen, ligner det på plads, og klatrer op planter’ – kar-systemer, alle takket være hydrogen-bindinger. Nu har forskerne fundet ud af, præcis hvordan klistret de allestedsnærværende obligationer.
Selv at Vride en Våd Klud Er Magisk i Rummet
Astronaut Chris Hadfield fortsætter med at gøre os alle sindssygt jaloux på den tid, han har været…
Læs mere
Forskere har optaget brint obligationer før, men nu rapporterer, at de har målt kvantitativt dem i aktion, ved hjælp af utrolig høj opløsning på mikroskoper. Og få en bedre forståelse af brint obligationer kan være en big deal, når man studerer molekyler, der er afhængige af dem. Det omfatter også vores egne DNA, hvis to kæder, der holdes sammen af hydrogenbindinger.
Normal obligationer opstår når atomer deler elektroner. Men brint atomer er bare enkelt positive afgifter knyttet til indre elektroner, så når de obligation med noget andet, hvilket resulterer molekyle, som har en udsat positive side. Denne side kan holde sig til negative bits på andre molekyler. Den nye teknik var i stand til rent faktisk at måle styrke og adfærd for disse obligationer.
“Potentielt, denne teknik kan udvides til identifikationer” af geometri og kemi “af mere komplekse og store molekyler som dna’ er og polymerer,” som de skriver i den rapport, der blev offentliggjort fredag i tidsskriftet Science Fremskridt.
Der er masser af forskellige måder at observere de forskellige atomer, der gør op molekyler, herunder teknikker med lange navne som “infrarød spektroskopi,” “nuklear magnetisk resonans-spektroskopi,” og “x-ray krystallografi.” Disse metoder kræver, at analysere det lys, der springer ud af en prøve. Men i alle tilfælde, at det er super svært at få øje på enkelte hydrogen atomer.
Det er her, metoden bag den nye imaging—atomic force mikroskopi— kommer i. Forskere har tidligere brugt det til at analyseres de enkelte atomer i molekyler, men aldrig ned til opløsning af brint. Mikroskopet er hovedsageligt en sonde med et molekyle på hyper-skarp spids, som i denne undersøgelse var kulilte. Forskerne fandt ud af, at styrken af de stærkeste brint obligationer var omkring 40 pico-Newton maksimum, eller omkring 25 milliarder gange mindre end en Newton, som er den kraft, der kræves for at fremskynde en one-kilogram masse fra nul til én meter per sekund i en anden. Med andre ord, det er en teeny lille kraft, men det er, hvad de forventede.
En forsker, som jeg talte med, kemiker Henry Rzepa på Imperial College i London, troede, at teknikken var cool—det “effektivt fuldender den periodiske tabel for atomic force mikroskopi teknik.” Kemikere normalt antage eksistensen af brint atomer i molekyler, og deres slutninger er normalt korrekt. Men alle så ofte, at udlede eksistensen af brintatomerne er ikke nok, især når forskere, der ønsker at bekræfte eksistensen af en ukendt hydrogenbinding.
Stadig, “Det vil hjælpe med at lukke en lille, men signifikant forskel i de metoder, vi har for at studere strukturer for molekyler,” sagde han.
[Videnskab Fremskridt]