Meer moleculen waargenomen door de onderzoekers (Kawai et al)
Water heeft een aantal speciale eigenschappen die u hebt zeker gehoord over in de middelbare school scheikunde. Met name het stokken om zich echt goed. Het kralen samen, lijkt dit in de ruimte, en klimt planten’ vasculaire systemen, met dank aan waterstofbruggen. Nu hebben wetenschappers bedacht precies hoe sticky deze alomtegenwoordige obligaties zijn.
Zelfs het Uitwringen van een Natte Doek Is Magisch in de Ruimte
Astronaut Chris Hadfield blijft ons allemaal waanzinnig jaloers op de tijd dat hij is…
Lees meer
Wetenschappers hebben belicht waterstofbruggen voor, maar zijn nu de melding dat ze een kwantitatief gemeten hen in actie, met behulp van ongelooflijk hoge resolutie microscopen. En het krijgen van een beter begrip van de waterstof kan een grote deal bij het bestuderen van moleculen die een beroep op hen doen. Dat is inclusief onze eigen DNA, waarvan de twee ketens worden bij elkaar gehouden door waterstofbruggen.
Normale obligaties optreden wanneer atomen elektronen worden gedeeld. Maar waterstof atomen zijn slechts enkele positieve kosten verbonden aan één elektronen, dus als ze de band met iets anders, de resulterende molecuul heeft een open positieve kant. Deze kant kan vasthouden aan negatieve bits op andere moleculen. De nieuwe techniek was in staat om daadwerkelijk meten van de kracht en werking van deze obligaties.
“Potentieel, deze techniek kan uitgebreid worden voor identificatie” van de geometrie en de chemie “van meer complexe grote moleculen zoals dna’ s en polymeren,” schrijven ze in de krant vrijdag gepubliceerd in het tijdschrift Science van de Vooruitgang.
Er zijn veel verschillende manieren om te observeren van de verschillende atomen waaruit de moleculen, met inbegrip van technieken met lange namen zoals “infrarood spectroscopie,” “nucleaire magnetische resonantie spectroscopie,” en “x-ray kristallografie.” Deze methoden vereisen het analyseren van het licht dat weerkaatst van een steekproef. Maar in alle gevallen, het is super moeilijk om ter plaatse individuele waterstof atomen.
Dat is waar de methode achter de nieuwe imaging—atomic force microscopie— in komt. Onderzoekers hebben al eerder gebruikt om geanalyseerd individuele atomen in moleculen, maar nooit beneden de resolutie van waterstof. De microscoop is in wezen een sonde met een molecuul op de hyper-scherpe punt, die in deze studie was koolmonoxide. De onderzoekers vonden dat de kracht van de sterkste waterstofbruggen waren ongeveer 40 pico-Newton maximum, of ongeveer 25 miljard keer kleiner dan een Newton, die is de kracht die nodig is om te versnellen één kilogram massa van nul tot en met één meter per seconde in een seconde. In andere woorden, het is een heel kleine kracht, maar het is wat ze verwacht.
Een onderzoeker die ik sprak, apotheek Henry Rzepa aan het Imperial College van Londen, dacht dat de techniek was cool—it “effectief completeert de periodieke tabel voor de atomic force microscopie techniek.” Chemici normaal zijn afgeleid van het bestaan van de waterstof-atomen in moleculen, en hun conclusies zijn doorgaans correct. Maar elke zo vaak, het afleiden van het bestaan van de waterstofatomen is niet genoeg, vooral als onderzoekers willen bevestigen het bestaan van een onbekende waterstof bond.
Nog steeds, “Het zal helpen sluiten van een klein, maar significant verschil in de methoden die we hebben voor de studie van de structuren van moleculen,” zei hij.
[Wetenschap Vooruitgang]