焦點(diǎn)觀察：科學(xué)家首次改變單分子內(nèi)原子鍵

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有助揭示化學(xué)反應(yīng)過程并創(chuàng)造新分子

在掃描探針顯微鏡尖端施加電壓脈沖，可以選擇性地、可逆地將中間的分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橛覀?cè)或左側(cè)的結(jié)構(gòu)。圖片來源：里奧·格羅斯/IBM

科技日?qǐng)?bào)北京7月18日電 來自IBM歐洲研究院、西班牙圣地亞哥·德·孔波斯特拉大學(xué)和德國(guó)雷根斯堡大學(xué)的研究人員首次改變了單個(gè)分子內(nèi)原子之間的鍵，并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)造出新鍵。相關(guān)研究刊發(fā)于最新一期《科學(xué)》雜志，有助科學(xué)家進(jìn)一步理解氧化還原反應(yīng)并創(chuàng)造出新分子。

研究人員指出，目前制造復(fù)雜分子或分子裝置的方法通常相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性，就好比將一盒樂高玩具扔進(jìn)洗衣機(jī)，并希望在其之間建立一些有用的聯(lián)系。但在最新研究中，他們使用掃描隧道顯微鏡（STM）打破了分子內(nèi)的原子鍵，然后創(chuàng)建新鍵來定制分子，從而大大簡(jiǎn)化了這項(xiàng)工作。

研究人員解釋說，他們首先將樣品材料放入掃描隧道顯微鏡內(nèi)，然后再破壞特定的鍵。更具體而言，他們首先從四環(huán)化合物的核心提取四個(gè)氯原子作為起始分子，隨后將掃描隧道顯微鏡的尖端移到一個(gè)碳（C）—氯（Cl）鍵上，用電破壞原子鍵。對(duì)其他碳—氯鍵和碳—碳鍵這樣做會(huì)形成一個(gè)雙自由基，留下6個(gè)自由電子，這些自由電子可形成新鍵。

在一項(xiàng)創(chuàng)造新分子的測(cè)試中，該團(tuán)隊(duì)使用自由電子（和一定量的高電壓）形成對(duì)角碳—碳鍵，從而得到了彎曲的炔烴。而在另一項(xiàng)測(cè)試中，他們施加一定量的低電壓，創(chuàng)造出了環(huán)丁二烯環(huán)。

研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，最新研究借助IBM歐洲實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的超高精度隧道技術(shù)才得以實(shí)現(xiàn)，有助于科學(xué)家們更好地理解氧化還原反應(yīng)，并創(chuàng)造出新的分子種類。

標(biāo)簽： 自由電子 研究人員 掃描隧道顯微鏡