Atomik bir kuvvet mikroskobu kullanan bilim adamları, ilk kez tek bir molekülde bir hidrojen bağının oluşumunu incelediler. Science Advances adlı bilimsel dergide araştırmacılar, kullanılan yöntemin gelecekte karmaşık organik molekülleri de tanımlayabileceğini bildiriyor.
Basel, İsviçre). Hidrojen , evrendeki açık ara en yaygın elementtir Moleküller, güçlü bir şekilde polarize edilmiş hidrojen atomları aracılığıyla birbirine bağlıdır. Hidrojen bağları veya hidrojen bağı olarak bilinen etkileşimler, DNA’nın , proteinlerin ve polisakkaritlerin yapısından ve işlevinden sorumlu oldukları için hayatımız için çok büyük öneme sahiptir.
Böyle bir köprü nasıl oluşturulur?
Bir su molekülünün veya başka bir molekülün hafif pozitif yüklü hidrojen atomları, bir su molekülünün oksijen atomu gibi daha negatif yüklü atomlara yaklaştığında bir hidrojen bağı oluşur. Farklı kutuplara sahip iki mıknatıs gibi, atomlar da birbirini çeker. Şimdiye kadar araştırmacılar hidrojen bağının oluşumunu gözlemleyememişlerdi ve tarama mikroskobu ile bile net sonuçlar elde edilememişti.
Karbon monoksit molekülü ile hazırlanan uç
Yüksek çözünürlüklü bir tarama mikroskobu, ekibin Dr. Son olarak, İsviçre Nanobilim Enstitüsü ve Basel Üniversitesi’nden Shigeki Kawai, tek bir hidrokarbon bileşiğindeki hidrojen atomlarını analiz etmeye koyuldu. Kullanılan mikroskobun özelliği, alt tarafında çok küçük bir uç bulunan bir prob koludur. İkincisi üzerinde, bilim adamları tek bir karbon monoksit molekülünü dondurdu, yaklaşık eksi 268 santigrat dereceye kadar soğutuldu ve oksijen atomu artık ucun ucunu temsil ediyordu.
Atomların çekiciliği
Araştırmacılar deneyleri için pervane benzeri bir molekül seçtiler ve bunu slaytlarına eklediler. Propellanlar kendilerini yüzeyde, iki hidrojen atomu her zaman sonda kolunun yönünü gösterecek şekilde düzenlediler. Kawai ve arkadaşları atomik kuvvet mikroskobunun karbon monoksitle kaplı ucunu iki hidrojen atomuna yaklaştırdıklarında hidrojen bağlarının oluşumu incelenebildi.
Teori doğrulandı
Bilim adamları, hidrojen bağlarının kimyasal bağlardan çok daha zayıf olduğunu, ancak moleküller arası van der Waals bağlarından önemli ölçüde daha güçlü olduğunu açıklıyor. Deneyde belirlenen mikroskobun ucunda bulunan CO molekülünün oksijen atomu ile itici gazın hidrojen atomları arasındaki kuvvetler ve mesafeler, Finlandiyalı araştırma ortaklarının hesaplamalarıyla uyuşmaktadır, öyle ki bağ şüphesiz bir hidrojen bağıdır ve çok daha zayıf van der Waals kuvvetleri ve daha güçlü iyonik bağlar hariç tutulabilir. Basel Üniversitesi’ndeki İsviçre Nanobilim Enstitüsü’ndeki araştırmacılara göre, kullanılan teknoloji, DNA veya polimerler gibi karmaşık moleküllerin gelecekte tanımlanması için yeni yollar açıyor.