18 август 2019
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Молекулите променят форма, докато получават и губят електрони

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 12 юли 2019 в 07:3612530
Молекулата пентацен се преобразува, като придобива електрони IBM Research

Когато молекулите получат електрически заряд, тяхната структура може да се промени, а сега екип учени успя да наблюдава как точно се случва това.

Преносът на енергия и енергийният транспорт в живите системи зависят отприемането на електронен заряд и разтоварването от него на молекулите. Това е най-важно за химичните вещества порфирини, които се съдържат в хлорофила и хемоглобина. Зарядовите преходи на тези молекули са от съществено значение за живота. Преходите на електронен заряд в молекулите също играят важна роля в органичните електронни и органични фотоволтаични устройства.

Шади Фатайер (Shadi Fatayer) и Лео Грос (Leo Gross) от IBM в Цюрих и техните колеги изследват четири типа молекули, използвайки атомно-силов микроскоп, който манипулира малък образец молекула, за да изгради изключително подробна картина на нейните съставни атоми и връзки.

За да заредят молекулата, изследователите пускат слабо напрежение в сондата и повърхността на молекулата, позволявайки на сондата да прехвърля електрони към молекулата един по един. Целият експеримент се провежда в изключително студена вакуумна камера, за да се гарантира, че молекулата не се движи или е повлияна от външни сили.

Контрол на зареждането + атомна резолюция
■ Молекулите се зареждат от върха (сондата) чрез прилагане на напрежение
■ Молекулите са електрически изолирани върху филм от NaCI, предотвратяващ изтичането на заряда
■ CO-функционализиран връх за атомна резолюция

"Когато добавяме или премахваме единични електрони, виждаме как това променя структурата на молекулата", разказва Грос. "Вече знаем, че това се случва, но не знаехме как точно се променя структурата, а това бе наистина трудно".

Четирите различни молекули показват различно поведение при въвеждането на заряд. В едно съединение, азобензен, който често се използва в молекулните машини, цялата молекула се усуква. В друго, пентацен (на снимката по-горе с фалшиви цветове), някои области на молекулата стават по-реактивни заради допълнителните електрони.

Дължините на облигатните връзки се променят в порфина.

Тетрацианохинодиметан променя типовете връзки, които държат атомите заедно и се движи по повърхността, върху която е поставен. В порфина дължините на облигатните връзки се променят, както и видовете облигатни връзки.

"Порфинът е свързан с хлорофила и хемоглобина, така че е много важен в биологията", коментира Грос. "Това зареждане на молекулите се случва, когато хемоглобинът пренася кислород в тялото ви или когато хлорофилът превръща светлината в енергия."

Кредит: IBM Research

По-доброто разбиране на тези молекулярни ефекти ще ни помогне да използваме молекулите по-ефективно, пишат изследователите. "Това ще ни помогне да подобрим нашите материали, да подобрим нашите устройства и да подобрим разбирането си за природата", казва Фатайер.

Справка: DOI: 10.1126 / science.aax5895, Science 

Източници: 

Molecules pictured changing shape as they gain and lose electrons, New Scientist

Imaging molecules in different charge states, IBM Research


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.