Найден изящный способ визуализации структуры молекул

Островки тёплого водяного льда тут показаны светло-голубым. Детали в тексте (иллюстрация Heath group/Caltech).

Новая техника съёмки впервые позволила увидеть молекулярные слои воды на плоской поверхности при комнатной температуре. Об этом достижении рапортуют физики из Калифорнийского технологического института.

В обычном мире вода присутствует почти повсюду, и на любом предмете можно отыскать её следы. Но молекулы H2O слишком подвижны, чтобы их можно было заснять атомным силовым микроскопом, ощупывающим образец своим зондом. И вот теперь учёные из Калтеха случайно наткнулись на способ «фотографирования» таких молекул.

Физики изучали при помощи атомной микроскопии мономолекулярный лист углерода (графен), выложенный на атомарно-плоскую поверхность слюды. На удивление съёмка показала наличие во многих местах странных островков, возвышающихся на 0,37 нанометра. Исследователи догадались, что между графеном и слюдой в ловушку попались молекулы воды, углерод накрыл их, словно плед кошку на диване или термоусадочная плёнка — продукты. Обездвиженные молекулы дали отснять себя через этот покров.

Анализ показал: вода под графеном сформировала лёд высотой в две молекулы. При этом рост влажности воздуха увеличивал и количество слоёв — вместо «двухмолекулярного» льда наращивался «четырёхмолекулярный». (Это согласуется с прежними экспериментами, из которых следовало, что жидкая вода — не вполне жидкость. А уж на границе с твёрдым телом с H2O происходят и вовсе удивительные и разнообразные превращения.)

Одновременно учёные установили, что по мере роста влажности увеличивается и число островков, а в совершенно сухом воздухе они не образуются, что подтвердило догадку о пойманных под графеном молекулах воды. (Детали опыта изложены в статье в Science.)

Авторы работают над повышением разрешения съёмки и адаптацией найденного принципа к фотографированию белковых комплексов. Учёные указывают, что съёмка тысяч отдельных молекул «под одеялом» после обработки на компьютере позволит выявить точную структуру этих молекул. Если продолжать аналогию с пледом, перспектива представляется так: можно сделать тысячи фотографий укрытой кошки в разном положении, после чего точно реконструировать каждую деталь её тела.



Предложен метод измерения гравитации в наномасштабе

2 сентября 2010

Учёные объяснили невозможный гол Роберто Карлоса

2 сентября 2010

Физики опровергли теорию строения атомного ядра

26 августа 2010

Впервые сфотографированы водородные связи

23 августа 2010

Объяснено отсутствие белых дыр

9 августа 2010