Kemikere ændrer bindingerne mellem atomer i et enkelt molekyle for første gang

Et team af forskere fra IBM Research Europe, Universidade de Santiago de Compostela og University of Regensburg har for første gang ændret bindingerne mellem atomerne i et enkelt molekyle. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Science , beskriver gruppen deres metode og mulige anvendelser for den. Igor Alabugin og Chaowei Hu har udgivet et Perspective-stykke i samme tidsskriftsudgave, der beskriver det arbejde, som teamet har udført.

Den nuværende metode til at skabe komplekse molekyler eller molekylære enheder, som Alagugin og Chaowei bemærker, er generelt ret udfordrende - de sammenligner det med at dumpe en kasse Legos i en vaskemaskine og håbe på, at der bliver lavet nogle nyttige forbindelser. I denne nye indsats har forskerholdet gjort et sådant arbejde betydeligt lettere ved at bruge et scanning tunneling microscope (STM) til at bryde bindingerne i et molekyle og derefter tilpasse molekylet ved at skabe nye bindinger – en kemi først.

Teamets arbejde involverede at placere et prøvemateriale i et scanningstunnelmikroskop og derefter bruge en meget lille mængde elektricitet til at bryde specifikke bindinger. Mere specifikt begyndte de med at trække fire kloratomer fra kernen af ​​et tetracyklisk materiale for at bruge det som deres startmolekyle. De flyttede derefter spidsen af ​​STM til en C-CI-binding og brød derefter bindingen med et stød af elektricitet. At gøre det til de andre C-CI- og C-C-par resulterede i dannelsen af ​​en diradikal, som efterlod seks elektroner fri til brug ved dannelse af andre bindinger. I en test med at skabe et nyt molekyle brugte holdet derefter de frie elektroner (og en dosis højspænding) til at danne diagonale C-C-bindinger, hvilket resulterede i skabelsen af ​​en bøjet alkyn. I et andet eksempel påførte de en dosis lavspænding for at skabe en cyclobutadienring.

Forskerne bemærker, at deres arbejde blev muliggjort af udviklingen af ​​ultrahøj præcision tunneling teknologi udviklet af et team ledet af Gerd Binnig og Heinrich Rohrer, begge med IBM's laboratorium i Zürich. De foreslår, at deres teknik kunne bruges til bedre at forstå redoxkemi og skabe nye slags molekyler. + Udforsk yderligere

Bindingsselektive reaktioner observeret under molekylære kollisioner

© 2022 Science X Network