@ 2013.06.01 , 08:11
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化学键被拍到了,教科书你赢了

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化学系的显微镜,最近跟狗仔队打了鸡血一样不断暴尿。上礼拜科学家刚拍到氢原子的清高清裸照,展示了氢原子的轨道结构。这次更过分,伯克利的化学家拍了一个系列,给你看到「分子间的化学键是如何断裂并重组的」,看上去……好像和化学课本上的一模一样。

这次化学系的都要乐疯了,这次真是连毛都拍清楚了,总算能给化学书上的化学键配个好图了——这-T-M-D-是-真-的。之前,书上的化学键只是百试不爽的理论而已,配图里就是一小细棍,估计这是化学老师唯一有信心画准的东西。但伯克利实验室的科学家Felix Fischer和Dimas de Oteyza还有其它同事,直接把照片拍桌上了,这科研经费还真没白花。

不过和其它科学发现一样,很多时候就是挡不住的狗屎运。本来伯克利的科学家只是假模假样地拿石墨原子来测试新骗来的尖端设备,试试看能不能弄出一种单原子层的新材料,这种材料由薄薄一层碳原子六边形结构拓扑而成——眼神不好的科学家想看清楚实验情况,所以又骗来一笔经费,搬回来一台超级原子显微镜——然后趴在上面看的Fischer赶上了趟,面对旷世奇观,直接就给跪了。

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上图你能看到26个碳原子和14个氢原子连接成三个苯环。

最过分的是,他们抓拍到了化学键自身的变化——一个始料未及的,足以上煎蛋的研究结果。

「从来没有人直接地,一次性地拍到单个分子结构的前后变化」Fischer牛逼哄哄地说道。

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为了给原子拍照,研究人员利用非接触地原子力学显微镜的针尖,去「感觉」或者说,解读分子电场的变化。每当尖尖靠近分子,会被不同的电荷排斥。尖尖地细微运动,会被一束激光捕捉到,数据被转换成图像画面,展示原子和化学键是如何匹配的。

看题图,你能看到左边的三个分子是如何变成右边的样子,图像里那坨像素,大概只有十亿分之1米(3埃)。本文译自 io9,由译者 Junius 基于创作共用协议(BY-NC)发布。

# 完整报道

# 原文相关图里有张超酷的元素周期表 (大图)
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# 最近知乎的一篇问答跟本文相关:电子显微镜可以看清氨基和羧基吗?

观察纳米级别的分子, 最好能将分子吸附在物质表面观察(如石墨烯或者是金属)增加隧穿电流,提高分辨率

下面一幅图,是CO-tip的原子力显微镜(AFM)和传统的扫描隧道显微镜(STM)对pentacene的观察结果
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(A) 单分子pentacene的化学结构
(B) STM的观察结果
(C) CO-tip 的AFM对单pentacene观察结果
(D) CO-tip 的AFM对多pentacene观察结果

CO-tip的AFM是先在针尖上吸附了CO 然后去观察分子,不同于传统的AFM:
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TOTAL COMMENTS: 59+1

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  1. 3364413

    @doingdd: 真空力场束缚!

  2. weltall
    @5 years ago
    2020932

    好文!

  3. 这app出问题了?
    @5 years ago
    2002086

    为何只看到走进科学版?

  4. 橘子帅当当
    @5 years ago
    2000198

    我深刻感受到理科的强大,人类的进步,科学的大爆炸……

  5. doingdd
    @5 years ago
    1995874

    我想知道,这是要垫在什么东西上才能拍到呢?作为背景的不是也应该是分子结构么?那不就成了一堆一堆的分子么?

  6. 1994950

    石墨原子来测试新骗来的尖端设备,试试看能不能弄出一种单原子层的新材料,这种材料由薄薄一层碳原子六边形结构拓扑而成。。。

    石墨烯吧。碳原子的单层六边形结构。。。。

  7. 1994338

    造显微镜那帮货,早就知道了吧

  8. 1994304

    去你妹的高考!

  9. 1994032

    这个单原子针尖一定很贵。。。

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