Впервые, исследователям удалось посмотреть ранее недоступные детали определенных химических процессов. Они показали, имеются существенные дискретные этапы этих процессов, опираясь на наши знания о химическом синтезе. Эти данные могут помочь в разработке методов синтеза химических веществ с большего контроля и точности, чем когда-либо прежде. Методы, такие как они могут быть полезны в материаловедении и разработке лекарственных препаратов.
«С 2007 года физики смогли осуществить мечту за 200 лет — умение видеть отдельный атом», — сказал профессор Эйити проекта Накамура. «Но на этом дело не кончилось. Наша исследовательская группа достигла за этот сон для создания видео из молекул, чтобы увидеть химические реакции с беспрецедентной точностью».
Накамура акций смелые амбиции и с учеными везде, для разработки новых и полезных материалов по всему миру. Для этого его команда из университета факультет Токийского химии желает освоить управление различных химических процессов, ответственных за синтез материала. Однако химический синтез-это сложная штука для изучения.
«Обычных аналитических методов, таких как спектроскопия, Кристаллография и дать нам полезную информацию о результатах процесса, а лишь намеки на то, что происходит во время них», — пояснил Коджи Харано, проекта доцент в группе Накамура. «Например, нас интересует металл-органические структуры (Министерства финансов) кристаллов. Большинство исследований смотреть на рост этих но Мисс ранней стадии нуклеации, как трудно соблюдать».
Переходных стадий сложных химических реакций трудно изучать, так как существует множество промежуточных процессов, которые происходят от начала и конца большинства реакций. В принципе, отдельные этапы не было видно, но в реальности это было невозможно для изоляции изделий на каждом этапе, и посмотреть, как изменились со временем. Накамура, Харано и команда потратила более 10 лет на эту проблему и разработали метод, называемый молекулярной электронной микроскопии.
«Это была проблема из двух частей», — продолжил Харано. «По большому счету, было инженерной задачей совместить уникально высокое разрешение электронного микроскопа с быстрой и чувст датчик для непрерывного видео-и фотопленок, в то время как на малых масштабах, то пришлось придумать способ, чтобы захватить молекулы и удерживать их на месте, чтобы камера могла поймать действий.»
Для изоляции и защиты определенных молекул, ученые использовали специально модифицированные углеродные нанотрубки. Это позволит поймать проходящий молекулы и удерживать его на месте, но важно, что бы не мешать реакции этих молекул. Таким образом, каждый этап реакции будет происходить на кончике нанотрубки, которые, в свою очередь, была проведена на месте в точке фокуса электронного микроскопа. Полученные данные могут быть сделаны в режиме реального времени видео реакций.
«Что, сильно удивил нас в начале было, что наш план сработал. Это была сложная задача, но мы впервые визуализировали эти молекулярные видео в 2013 году», — сказал Харано. «Между тогда и сейчас, мы работали, чтобы превратить его в полезный инструмент. Наш первый успех был визуализировать и описать кубовидного молекула, которая является важной промежуточной формы, которое происходит во МОФ синтеза. Понадобился год, чтобы убедить наших рецензентов, что мы нашли-это реально».
Это только первый шаг на пути к возможности получить контроль над химическим синтезом в точном и контролируемым образом — термин, который исследователи называют «рациональный синтез». Важно соблюдать данные реакции, как они прогрессируют, поэтому они могут эффективно быть обратной инженерии. Мечта 200 лет назад, чтобы увидеть атом, мечта теперь-это контролировать их для того, чтобы создать такие вещи, как синтетические минералы для строительства или даже новых лекарств, чтобы помочь спасти жизнь.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!