Wiązania wodorowe obserwowane pod mikroskopem

Odpowiednio zaprojektowana końcówka skaningowego tunelowego mikroskopu (STM) pozwoliła na pomiar transferu elektronów wzdłuż pojedynczego wiązania wodorowego – oświadczyli naukowcy z Japonii.

Od wielu lat naukowcy próbują z pojedynczych cząsteczek stworzyć elementy elektroniczne takie jak przewody, diody, przełączniki, tranzystory, a nawet bramki logiczne. Spośród wielu prac naukowych tylko kilka dotyczy badań nad transferem elektronów w cząsteczkach, które potencjalnie mogą stanowić podstawę układów elektronicznych.

Na dzień dzisiejszy niewiele wiadomo na temat przeniesienia elektronów w obrębie niekowalencyjnych wiązań tworzących układy supramolekularne. Jednym z najbardziej znanych niekowalencyjnych wiązań jest wiązanie wodorowe, które uczynił przedmiotem swoich badań Tomoaki Nishino wraz ze współpracownikami z Osaka Prefecture University w Japonii. Naukowcy za pomocą chemisorpcji związków siarkoorganicznych zmodyfikowali standardową metalową końcówkę mikroskopu STM. Modyfikacja pozwoliła na bezpośrednią obserwację wiązań wodorowych. W odróżnieniu od podobnych prac opartych na modyfikacjach z użyciem zasad DNA prowadzonych przez innych naukowców, Japończycy wprowadzili na końcówkę STM, która jest zbudowana z atomów złota, karboksylowane alkenotiole.

Za pomocą zmodyfikowanego mikroskopu STM zaobserwowano, że wiązanie wodorowe pomiędzy cząsteczką umieszczoną na końcówce mikroskopu a badaną cząsteczką przewodzi elektrony efektywniej niż krótkie wiązanie sigma pomiędzy kowalencyjnie połączonymi atomami. Z kolei długie wiązania wodorowe wykazywały słabszy transfer elektronów.

(pj)