ولأول مرة، تمكن العلماء من تصوير الجزيء قبل وبعد التفاعل الكيميائي

باستخدام الطريقة التي تم تطويرها في جامعة كاليفورنيا في بيركلي باستخدام مجهر القوة الذرية، سيتمكن الكيميائيون وطلاب الكيمياء من رؤية بأعينهم ارتباط الذرات بالجزيئات والروابط بينها، وليس مجرد استخلاص استنتاجات من التحليل الطيفي

لقد أصبح حلم كل كيميائي حقيقة، وهو القدرة على التقاط صور على المستوى الذري للمادة الكيميائية قبل وبعد تفاعلها مع المواد الأخرى. كل هذا بفضل تقنية جديدة طورها الكيميائيون والفيزيائيون في جامعة كاليفورنيا، بيركلي.

واستخدم العلماء جيلًا جديدًا من مجهر القوة الذرية وقاموا بتصوير ذرة تلو ذرة، بما في ذلك صورة الرابطة الكيميائية بين الذرات، ورأوا بوضوح كيف يتغير هيكل الجزيء أثناء التفاعل الكيميائي. وحتى الآن، لم يتمكن العلماء من استخلاص النتائج المتعلقة بطبيعة العملية إلا من خلال التحليل الطيفي، وليس من خلال المراقبة المباشرة.

"على الرغم من أنني أستخدم هذه الجزيئات بشكل يومي، إلا أن قدرتي على رؤية هذه الصور تذهلني. نجاح باهر!" وقال الباحث الرئيسي فيليكس فيشر، أستاذ الكيمياء في بيركلي: "قال أساتذتي إننا لن نرى ذلك أبدًا، والآن أصبح حقيقة".

إن القدرة على تصوير التفاعلات الجزيئية بهذه الطريقة لن تساعد طلاب الكيمياء فقط أثناء دراستهم للكيمياء الهيكلية والتفاعلات، ولكنها ستظهر أيضًا للكيميائيين لأول مرة ناتج تفاعلهم وتساعدهم على تركيز التفاعلات للحصول على المنتج الذي يريدونه . التقط فيشر الصور مع شريكه مايكل كرومي، أستاذ الفيزياء في جامعة بيركلي، بهدف بناء هياكل نانوية من الجرافين، وهو مجال بحثي يحظى بشعبية كبيرة حاليًا في مجال علم المواد نظرًا لإمكانية تطبيقه في المستقبل. جيل أجهزة الكمبيوتر.

"ومع ذلك، فإن المعنى الضمني يذهب إلى ما هو أبعد من الجرافين." وقال فيشر: "يمكن تطبيق هذه التقنية، على سبيل المثال، في دراسة المحفزات غير المتجانسة". تستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في صناعة النفط والصناعة الكيميائية. تشتمل المحفزات غير المتجانسة غالبًا على معدن مثل البلاتين المصمم لتسريع التفاعلات الكيميائية، كما هو الحال في المحول الحفاز في السيارات.

"من أجل فهم الكيمياء التي تحدث على سطح المحفز، نحتاج إلى أداة انتقائية للغاية من شأنها أن تكشف لنا ما هي الروابط التي تشكلت والتي تم كسرها." وقال: "إن هذه التقنية فريدة من نوعها في هذه المرحلة والدقة التي توفرها تسمح بالحصول على المعلومات الهيكلية. أعتقد أن هذا يعد اختراقا." انتهى.

"يزودنا مجهر القوة الذرية بمعلومات جديدة حول الروابط الكيميائية، وهو أمر مفيد للغاية في فهم كيفية تنافس الهياكل الجزيئية المختلفة وكيف يمكن تحويلها من شكل إلى آخر." يقول كرومي: "قد يساعدنا هذا في إنشاء هياكل نانوية هندسية جديدة، مثل شبكات الذرات المترابطة التي لها شكل وبنية محددة لاستخدامها في الأجهزة الإلكترونية. وهذا يتقدمنا".

لإشعار الباحثين