分子结构在反应中如何变化的首批图像

研究人员首次捕捉到了化学反应前后分子的原子级图像——这一突破将帮助研究人员和学生更好地观察化学反应，并最终可能改进电子产品。

传统上，科学家必须推断分子结构在反应中如何变化。“在化学中，你把一些东西扔进烧瓶，然后会有其他东西出来，但你通常只能获得非常间接的信息。”首席研究员、加州大学伯克利分校化学助理教授菲利克斯·菲舍尔 (Felix Fischer) 在新闻稿中说道。“你必须通过核磁共振、红外或紫外光谱来推断。这更像是一个谜题，把所有的信息放在一起，然后确定可能的结构。但它只是一个影子。在这里，我们实际上有一种技术，我们可以看看它，然后说这就是分子。就像拍了一张它的快照一样。”

在尝试构建新的石墨烯纳米结构时，菲舍尔和他的同事能够看到分子的精确结构——直至原子之间的化学键——以及该结构在反应过程中如何变化。

关键在于一种名为“非接触式原子力显微镜”的技术。显微镜的超精密碳分子尖端追踪分子中原子之间的电子键，形成几乎像叶子拓片一样的图像。

这里有更好的看法：

其意义既简单（“化学可视化太棒了！”），又复杂：精确定位的石墨烯纳米结构可以构建出极其微小的机器。但要精确定位它们，首先必须将它们可视化。加州大学伯克利分校物理学教授迈克尔·克罗米 (Michael Crommie) 表示：“原子力显微镜为我们提供了有关化学键的新信息，这对于理解不同分子结构如何连接以及如何从一种形状转变为另一种形状非常有用。”“这应该有助于我们创建新的工程纳米结构，例如具有特定形状和结构的原子键合网络，可用于电子设备。这指明了前进的方向。”

这些图片于上周发表在《科学快讯》上。