Гігантський літак, створений для запуску ракет-носіїв
10 Червня , 2017
Дослідження: зовнішній вигляд вченого впливає на інтерес до його роботи
10 Червня , 2017

Вченим вдалося вперше виміряти прямим методом силу водневих зв’язків у молекулах

Вперше в історії науки вчені з швейцарського Інституту нанонаук і університету Базеля за допомогою атомно-силового мікроскопу провели прямі вимірювання сили водневих зв’язків, які об’єднують в єдине ціле атоми і частини молекул органічних сполук. Водень – найпоширеніший хімічний елемент у Всесвіті, він є невід’ємною частиною молекул практично всіх органічних сполук. Атоми і частини цих молекул зв’язуються один з одним за допомогою атомів водню через взаємодії, які називаються водневими зв’язками.
Водневі зв’язки відіграють важливу роль в навколишньому світі, вони відповідальні за певні властивості білків і нуклеїнових кислот, за рахунок цих зв’язків, приміром, вода має досить високу температуру кипіння. Однак, до останнього часу всі спроби провести спектроскопічний або електронний мікроскопічний аналіз водневих зв’язків в окремо взятих молекулах не принесли ніяких результатів. Безуспішними виявилися спроби вивчення водневих зв’язків за допомогою атомно-силових мікроскопів.
Доктор Шиджекі Кавай (Dr. Shigeki Kawai) з групи професора Ернста Мейєра (Ernst Meyer) досяг успіху за рахунок використання нового атомно-силового мікроскопу з високою роздільною здатністю і певних молекул вуглеводнів, що мають циклічну структуру. Працюючи спільно з колегами з Японії, вчені обрали для своїх експериментів органічні молекули, що мають форму пропелера.
Такі молекули, що називаються пропеланами, зазвичай розташовуються на поверхні суто певним чином, при якому на верху молекули знаходяться два атоми водню. Якщо до такої молекули, що знаходиться на дослідному столику атомно-силового мікроскопа, підвести наконечник, на кінці якого спеціально закріплена молекула чадного газу (CO), то між молекулою і атомами водню досліджуваної молекули утворюються водневі зв’язки. І таким шляхом вчені мають можливість не лише зафіксувати факт виникнення водневого зв’язку, але й виміряти його силу (міцність).
В результаті досліджень вчені з’ясували, що водневі зв’язки набагато слабкіші звичайних хімічних зв’язків, але вони більш сильні, ніж сили міжмолекулярних взаємодій Ван-Дер-Ваальса. Виміряні значення сили водневих зв’язків дуже добре відповідають значенням, отриманим теоретичним шляхом професором Адамом С. Фостером (Adam S. Foster) з університету Аальто (Фінляндія).
І на закінчення слід зазначити, що технологію вимірювання сили водневих зв’язків, розроблену вченими інституту Нанонаук Базеля, можна використовувати не тільки для проведення фундаментальних досліджень. Вона, по суті, є технологією точної ідентифікації складних молекул, таких як нуклеїнові кислоти і полімери, за рахунок вимірювання сил водневих зв’язків у цих молекулах.

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: 
Inline
Inline