Вчені вперше в історії зробили знімки водневих хімічних зв'язків
Використовуючи технології атомно-силової мікроскопії (Atomic Force Microscopy, AFM) з надзвичайно високою роздільною здатністю китайські дослідники вперше в історії науки одержали досить чіткі знімки, на яких видно молекулярні структури, що містять водневі хімічні зв'язки. Слід зауважити, що вищезазначені водневі зв'язки відіграють ключову роль в оточуючому нас світі, що зумовлює підвищений інтерес до них з боку вчених-хіміків, біологів та біохіміків. Саме за рахунок цих зв'язків формуються подвійні ланцюги молекул ДНК, і за рахунок водневих зв'язків вода набуває свої унікальні властивості.
Хіміки описують водневу зв'язок як сили тяжіння між атомом водню, сполученим з електронегативний атом однієї молекули з електронегативний атом іншої молекули. І хімікам відомо як повинна виглядати така зв'язок, правда, чисто на теоретичному рівні. До останнього часу нікому ще не вдавалося побачити водневу зв'язок власні очі, але завдяки зусиллям учених з китайського Національного центру нанотехнологій і нанонаук, кожному з тих, хто цікавиться цим людей випала така можливість.
Для того, щоб зробити такий знімок, китайські вчені використовували безконтактний атомно-силовий мікроскоп, який своїм високочутливим зондом здатний зареєструвати прояв навіть найбільш слабких сил. Вчені довелося зробити багато знімків молекул різних речовин, вибираючи з них ті, які мають форму, що дозволяє зонду мікроскопа вловити вплив слабкої сили водневої зв'язку. Зрештою, в якості піддослідного молекули була обрана молекула 8-оксихіноліну (8-hydroxyquinoline), досить складного органічного з'єднання, яка була поміщена на мідну поверхню.
Зйомка зображень проводилася в два етапи. На першому етапі був отриманий грубий знімок всієї молекули 8-оксихіноліну, охолодженою до температури близької до абсолютного нуля. Використовуючи цей знімок, вчені приблизно встановили місцезнаходження шуканих водневих зв'язків і зробили повторне більш повільне сканування з більш високою роздільною здатністю саме цікавлять місць, що дало чітку картину сил водневих зв'язків, які в іншому випадку просто "потонули" в шумах звичайних ковалентних хімічних зв'язків. Більш того, знання точного місця розташування водневих зв'язків дозволило вченим зробити їх зйомку і при кімнатній температурі.
Деякі з вчених до цих пір вважають, що водневим зв'язкам притаманні деякі аспекти і властивості звичайних ковалентних зв'язків, що не зовсім вписується в існуючі теорії. Отримані знімки водневих зв'язків, поряд з іншими досягненнями в цій галузі дозволять вченим пролити світло на загадки водневих зв'язків і на їх роль у фундаментальних процесах, що відбуваються всередині всього живого на земній кулі.