據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，來(lái)自IBM蘇黎世研究中心、埃克森美孚研究和工程公司以及西班牙圣地亞哥康波斯特拉大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)，首次拍攝到分子改變電荷狀態(tài)時(shí)的圖像。相關(guān)研究發(fā)表于最新一期《科學(xué)》雜志，有助于新材料和設(shè)備的研發(fā)，并提高我們對(duì)自然界的理解。
科學(xué)家已經(jīng)知道，當(dāng)分子被充電時(shí)，它們會(huì)發(fā)生變化，但迄今為止，還沒有看到過這一變化過程。研究人員指出，分子充電是許多非常重要的生物過程——例如能量傳輸和光轉(zhuǎn)換的核心，因此，觀察它發(fā)生時(shí)的情況非常重要。
在最新研究中，研究人員獲得了偶氮苯、并五苯、TCNQ和卟啉這4種分子因充電而發(fā)生變化的圖像。
為了創(chuàng)建出這些圖像，研究人員將單個(gè)分子放在隔離的氯化鈉薄膜上，然后在非常冷的真空環(huán)境中使用高分辨率原子力顯微鏡，將單個(gè)電子從探針尖端轉(zhuǎn)移到分子上，然后，再使用探針尖端對(duì)分子進(jìn)行成像。每個(gè)分子在4種狀態(tài)下成像：帶正電、電中性、帶負(fù)電荷和帶2個(gè)負(fù)電荷(添加2個(gè)電子)。
研究人員觀察到所有分子的結(jié)構(gòu)變化，并且，每種分子的變化方式都與其他分子不同。例如，對(duì)于并五苯，該團(tuán)隊(duì)看到了分子的哪些區(qū)域變得更具反應(yīng)性;而對(duì)于TCNQ，他們觀察到分子中原子鍵的變化，還注意到它相對(duì)于其堿基移動(dòng)。至于卟啉，他們觀察到了鍵的類型及其長(zhǎng)度的變化。卟啉在生物加工中起著至關(guān)重要的作用，因?yàn)樗婕吧矬w內(nèi)血紅蛋白輸送氧氣的過程。
研究人員稱，能夠看到分子在充電時(shí)會(huì)發(fā)生什么，有助于更好地理解整個(gè)能量輸送過程的運(yùn)作方式;而對(duì)分子電荷狀態(tài)進(jìn)行成像的技術(shù)將有助于新材料和設(shè)備的研發(fā)，并提高我們對(duì)自然界的理解。(記者劉霞)
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