Опасные связи или Священные Узы?..

Молекула нанографена, атомы углерода в которой объединены связями разной длины и кратности. Изображение получено учеными IBM Research Zurich.

Намечается интересный союз между IT и химией. Например, в числе явных фаворитов ее молекулярный раздел. Атомно-силовая микроскопия прекрасно справляется с задачей определения точной длины связи и их кратность в отдельно взятой молекуле. Интересно, чего добилась химия: опасной связи или Священных Уз?..

Эта интересная методика идеально подходит для всестороннего изучения будущей электроники на базе графена. Исследователи из IBM с некоторым удивлением обнаружили отдельные химические связи на базе методики с весьма интригующим названием: бесконтактная атомно-силовая микроскопия (Atomic Force Microscopy, AFM).

Полученные результаты стали сильнейшим катализатором в развитии направления химии, которое своей главной целью ставит использование, как атомов, так и целых молекул, с так называемым максимальным разрешением. Представьте себе какие перспективы откроются для химии и IT в области электронных мониторов и беспроводных сетях, которые на порядки превышают по эффективности и экономии энергии современные аналоги. Перспективы все еще активно обсуждаются в солидных промышленных и научных кругах.

«Мы обнаружили два механизма, позволяющих различать силы межатомных связей в молекулах. Первый основан на нахождении небольших различий в измеряемых силах химических связей. Второй механизм действительно стал неожиданностью: на изображениях, полученных с помощью атомно-силовой микроскопии, появились связи разной длины. С помощью ab initio расчетов было установлено, что причиной этого контраста являлись колебания молекулы угарного газа, присоединенной к медному наконечнику щупа микроскопа", - пояснил ученый IBM Лео Гросс (Leo Gross)».

Иллюстрация из этой научной работы попала на обложку номера ла Science от 14 сентября 2012 г. Исследователи из IBM Research смогли пощеголять изображением, показывающим во всей красе длину углерод-углеродных связей и их кратность молекуле в C60, которая получила и более звучное имя – бакиболл или фуллерен. Это весьма специфическая кластерная углеродная структура, которая состоит из 60 крепко связанных между собой атомов. Примечательно, что она по форме подобна футбольному мечу. Такой же визуальный результат подарила и пара планарных молекул полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), которая очень похожа на миниатюрные хлопья графена. Породил это химическое чудо в своем исследовательском центре испанский исследовательский центр Quimica Bioloxica e Materiais Moleculares (CIQUS) при Университете Сантьяго де Компостела (Universidade de Santiago de Compostela) и Национальный центр научных исследований Франции (Centre National de la Recherche Scientifique, CNRS). Оба углеводорода относятся к группе ароматических углеводородов.

Были замечены и некоторые странности этих искусственно полученных соединений: часть связей между отдельными атомами имеют незначительные расхождения по показателям сила и длина. Именно от них и зависят оптические, электронные и химические качества полиароматических систем. Раньше отличались несоответствия в отдельных молекулах, теперь ученые изучили данную проблему глубже, изучив различия связей между атомами.

Знания человека об окружающей реальности еще далеко не полны, поэтому любой исследователь должен быть готов к тому, что ему придется осваивать всю жизнь новые знания, появившиеся не только в его в его области, но и в смежных  дисциплинах. Конечно, можно в одиночку и самостоятельно грызть гранит науки, но тогда на изыскания останется намного меньше времени, вас могут обойти соперники по научному  миру. Вот когда понимаешь, что вам срочно требуется репетитор по химии… И не стоит  транжирить время, которое можно с большей пользой потратить на  исследования в рамках собственного проекта.

Продолжение следует...