When science works: визуализиране на химични реакции

В близкото минало сложните химически формули бяха изграждани на базата на математическо моделиране и химичните и физични закони. Те бяха по-скоро теоретично предположение. Но модерни техники ни позволяват да наблюдаваме (косвено) структурата на отделни молекули. Така “невидимите измерения”, в които човекът не можеше да надзърне намаляват с още едно.

Докато са работели върху синтеза на нови функционални наноматериали, които да бъдат използвани в микро и молекулярната електроника, химици и физици от Бърккли правят удивително откритие. Използвайки техника nc-AFM (безконтактна атомно-силова микроскопия), те са успели директно да заснемат Фишерови реакции на молекулярно ниво. За пръв път се наблюдава единична химична реакция, нейните изходни съединения и нейните продукти.

Но не само резултатите от този експеримент са вълнуващи. Експерименталната постановка може да ви главозамая особено, ако сте химик. AFM оперира без електромагнитна радиация, което го отличава от оптичните и електронните микроскопи. AFM прави изображения като директно си взаимодейства със силовите връзки (вандервалсовите сили например) в наблюдавания обект. Може да се каже, че микроскопът „усеща“ повърхността на пробата независимо от електромагнитната радиация. Но AFM не се ограничава само до проводникови или полупроводникови материали.

Основната му структура се състои от конзолно рамо, към чиито терминален край е прикачено сканиращо устройство, което сканира пробата. Лазер е насочен към задната част на рамото, отражение на този лъч завършва във фотодиод. Променящата се позиция на този лъч върху диода отчита евентуалната промяна в позицията на рамото, докато върхът се движи върху самата проба.

За да си представите по-лесно, отчитането на структурата на една молекула е все едно четете брайлово писмо с допир.

Елегантен начин за събиране на данни с уникални резултати, които доказват, че добрата фундаментална наука не греши.