Chemici poprvé cíleně změnili vazby mezi atomy v jediné molekule  
Odborníci IBM a dalších institucí vzali organickou molekulu tetrachlortetracenu a pak do ní „vrtali“ elektrickými pulzy z řádkovacího tunelového mikroskopu, který zároveň manipulaci s molekulou zobrazoval. Nový postup by se mohl uplatnit ve výzkumu chemických procesů i při tvorbě nových molekul.
Snímky molekuly z experimentu v mikroskopu STM. Kredit: Leo Gross/IBM.
Snímky molekuly z experimentu v mikroskopu STM. Kredit: Leo Gross/IBM.

Chemie se postupně dostává na úroveň jednotlivých atomů. Mezinárodní výzkumný tým odborníků IBM Research Europe, Universidade de Santiago de Compostela a University of Regensburg dokázal poprvé v historii změnit chemické vazby v jediné vybrané molekule.

 

Florian Albrecht. Kredit: IBM.
Florian Albrecht.
Kredit: IBM.

Dnešní postup při tvorbě složitých molekul nebo molekulárních strojků je přitom dost těžkopádný. Jak trefně uvádějí Igor Alabugin a Chaowei Hu v komentáři k tomuto výzkumu v časopisu Science, bývá to jako naházet hromadu kostek LEGO do pračky a doufat, že tam vzniknou žádoucí chemické vazby.

 

Florian Albrecht z IBM Research Europe a jeho kolegové to zvládli mnohem elegantněji. Použili řádkovací tunelový mikroskop (STM, Scanning Tunneling Microscope), přerušili stávající chemické vazby mezi atomy ve vybrané organické molekule a pak vytvořili nové vazby.

 

Logo. Kredit: IBM.
Logo. Kredit: IBM.

Mikroskop přitom fungoval jako technologie pro zobrazení molekuly a zároveň jako nástroj pro manipulaci s vazbami v molekule.

 

Albrechtův tým nejprve syntetizoval molekulu tetrachlortetracenu a nechal ji navázat na tenkou vrstvu soli pokrývající podklad z mědi. Pak za velmi nízké teploty manipulovali s touto organickou molekulou. Nejprve posunuli 4 atomy chlóru do příhodné pozice a elektrickými impulzy z hrotu mikroskopu přerušili jejich vazby se sousedními atomy uhlíku. Tím vznikly radikály s volnými elektrony, které bylo možné použít k vytvoření nových vazeb. Pak podobným postupem tvořili různé nové verze struktury molekuly.

 

Badatelé zdůrazňují, že jejich výzkum by se neuskutečnil bez vývoje ultrapřesné tunelovací technologie, která vznikla v laboratoři firmy IBM ve švýcarském Curychu. Nový postup bude možné využít k lepšímu pochopení chemických procesů na molekulární úrovni, a také ke tvorbě nových typů molekul.

 

Video: Chemists change the bonds between atoms in a single molecule for the first time

 

Video: How to image molecules in different charge states

 

Literatura

Phys.org 15. 7. 2022.

Science 337: 298–301.

Science 337: 261–262.

Datum: 17.07.2022
Tisk článku

Související články:

Pozorování vzniku chemické vazby v přímém přenosu     Autor: Stanislav Mihulka (14.02.2015)
Vědci vytvořili 3D hologramy atomů uvnitř molekul     Autor: Stanislav Mihulka (10.05.2016)
Nejchladnější chemická reakce všech dob předvedla ultrapomalé pohyby molekul     Autor: Stanislav Mihulka (03.12.2019)
Atomární kvantový obvod je průlomem ve kvantových počítačích     Autor: Stanislav Mihulka (25.06.2022)



Diskuze:

Takhle se nedělají dinosauři...

Tomáš Novák,2022-07-20 10:41:26

...takhle si člověk hraje na Boha!

Odpovědět

Takéto nanomanipulácie

Vladimír Bzdušek,2022-07-19 22:23:47

s chemickými väzbami sú zaujímavé. V tomto prípade k izomerizácii určite prispieva aj delokalizácia väzieb. Ešte viac by ma však zaujímali predchádzajúce kroky, ako sa podarilo syntetizovať jednu? jedinú? molekulu a potom ju jedinú? niekde nejako umiestniť, ak som teda správne pochopil popis v článku.

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce







Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace