לראשונה, מדענים הצליחו לצלם מולקולה לפני התגובה הכימית ולאחריה

באמצעות השיטה שפותחה באוניברסיטת קליפורניה בברקלי תוך שימוש במיקרוסוקופ כוח אטומי כימאים ותלמידי כימיה יוכלו לראות בעין את התחברות האטומים למולקולות ואת הקשרים ביניהם, ולא רק להסיק מסקנות מניתוח ספקטרוסקופי

חלומו של כל כימאי התגשם – היכולת לצלם תמונות בקנה מידה אטומי של חומר כימי לפני שהוא מגיב עם חומרים אחרים ואחרי. כל זאת הודות לטכניקה חדשה שפותחה בידי כימאים ופיזיקאים באוניברסיטת קליפורניה שבברקלי.

המדענים השתמשו במיקרוסקופ כוח אטומי מהדור החדש וצילמו אטום אחר אטום, לרבות תמונה של קשר כימי בין אטומים, וראו בבירור כיצד משתנה מבנה המולקולה במהלך תגובה כימית. עד כה, המדענים יכלו רק להסיק את המסקנות באשר לאופי התהליך באמצעות ניתוח ספקטרוסקופי ולא מצפייה ישירה.

“אף שהשתמשתי במולקולת הללו על בסיס יומי, היכולת לראות בפועל את התמונות הללו מדהים אותי. וואו!” אמר החוקר הראשי פליקס פישר, פרופ’ לכימיה בברקלי, “המורים שלי אמרו שאף פעם לא נוכל לראות זאת, וכעת זה יצא לפועל.”

היכולת לצלם תגובות מולקולריות בדרך זו, תעזור לא רק לסטודנטים לכימיה כשהם לומדים כימיה מבנית ותגובות, אלא גם תראה לכימאים בפעם הראשונה את תוצר התגובה שלהם ותסייע להם למקד את התגובות כדי לקבל את התוצר שהם רוצים. פישר, יחד עם שותפו מייקל כרומי, פרופ’ לפיזיקה בברקלי, צילמו את התמונות במטרה לבנות ננו־מבנים של גרפין, תחום מחקר פופולרי כיום בשטח מדעי החומרים בשל הפוטנציאל שיש לו ליישום בדור הבא של המחשבים.

“אולם, ההשלכה מרחיקה לכת מעבר לגרפין.” אמר פישר, “הטכניקה יכולה להיות מיושמת למשל במחקר של זרזים הטרוגניים.” בטכניקה זו משתמשים רבות בתעשיית הנפט ובתעשיה הכימית. זרזים הטרוגניים כוללים לרוב מתכת כדוגמת פלטינה שנועדה להאצת התגובות הכימיות, כמו למשל בממיר הקטליטי שבמכוניות.

“כדי להבין את הכימיה המתרחשת בפני השטח של הזרז, אנו נדרשים לכלי שיהיה סלקטיבי מאוד שיחשוף בפנינו אילו קשרים נוצרו ואילו נשברו.” אמר, “הטכניקה היא ייחודית בשלב זה והדיוק שהיא מספקת מאפשר לקבל מידע מבני. לדעתי זו פריצת דרך.” סיכם.

“מיקרוסקופ הכוח האטומי מספק לנו מידע חדש על אודות הקשרים הכימיים, שהוא שימושי מאוד בהבנה כיצד מבנים מולקולריים שונים מתחרים וכיצד ניתן להמיר אותם מצורה אחת לצורה אחרת.” אומר קרומי, “הדבר עשוי לסייע לנו ליצור ננו־מבנים מהונדסים חדשים, כגון רשתות מקושרות של אטומים שיש להם צורה מסוימת ומבנה לשימוש בהתקנים אלקטרוניים. הדבר מקדם אותנו.”

להודעה של החוקרים