ZNANSTVENICI su prvi put zabilježili neke od tajnovitih aspekata molekula, javlja New Scientist. Kada molekule dobiju ili izgube električni naboj, njihova se struktura može promijeniti, a sada su fizičari uspjeli snimiti takvu promjenu njihova oblika.

Znanstvenici Shadi Fatayer i Leo Gross s IBM-a u Zurichu ispitali su pomoću mikroskopa atomskih sila promjene kod četiri tipa molekula.

Mikroskop atomskih sila je specijalna naprava koja između šiljka senzora mikroskopa i površine uzorka osjeća interakcije atomskih sila na maloj udaljenosti (0,1 do 10 nm) te daje izvanredno detaljnu sliku molekula i njihovih unutarnjih veza.

Iznimno hladna vakuumska komora

Kako bi molekuli pridodali električni naboj, znanstvenici su preko sonde na površinu uzorka pustili slabi napon. Cijeli eksperiment proveden je u iznimno hladnoj vakuumskoj komori kako bi se osigurala statičnost molekule.

Gross i njegovi kolege već su i prije razvili tehniku snimanja molekula (objavljeno u studiji 2009.) i tehniku kontrole naboja molekula (objavljeno u studiji 2015. godine), no sada su uspjeli kombinirati te dvije procedure te istovremeno snimiti molekule i kontrolirati naboj, piše Science Alert.

Snimili su četiri različite molekule u dva ili više od ova četiri stanja: pozitivno stanje (minus jedan elektron), neutralno (isti broj protona i elektrona), negativno (plus jedan elektron) i dvostruko negativno (plus dva elektrona). Sve četiri molekule različito su reagirale na promjene u naboju.

Tako u videozapisu (dolje) možete vlastitim očima vidjeti kako molekula porfina mijenja svoju strukturu dok gubi elektrone.

"Kada smo dodali ili oduzeli elektrone, promijenila se struktura molekule. Već smo prije znali da se to događa, ali nismo, zbog otežanog pristupa, znali kako se ona točno mijenja", rekao je Gross.

Različite molekule, različite promjene

Ono što je zanimljivo je da su različite molekule na drugačiji način mijenjale svoj oblik prilikom dodavanja ili oduzimanja elektrona. Primjerice, molekula kemijskog spoja azobenzena (C12H10N2) cijela se savila, a molekula pentacena (C22H14) reagirala je na dodatne elektrone samo na određenim područjima.

Kemijski spoj Tetracyanoquinodimethane (C12H4N4) promijenio je vrste veza među atomima te se čak pomaknuo s mjesta na koji je bio položen. Kod porfina (C20H14N4) mijenjale su se dužine i vrste veza među atomima.

"Porfin je povezan s klorofilom i hemoglobinom tako da je vrlo važan u biologiji", rekao je Gross.

"Te molekule dobivaju električni naboj kada unutar našeg tijela hemoglobin prenosi kisik ili kada klorofil pretvara svjetlost u energiju", dodao je.

Razumijevanje spomenutog djelovanja unutar molekula pomoći će nam da bolje iskoristimo te molekule.

"Uz bolje razumijevanje djelovanja unutar molekula, moći ćemo poboljšati naše materijale, uređaje, ali i samo razumijevanje prirodnih procesa“, kazao je fizičar Fatayer.