Atom-for-atom-opløsning registreret for første gang

Et team af kemikere og fysikere ved Aarhus Universitet, i Danmark, i samarbejde med en kollega fra Universitat de Barcelona i Spanien, har for første gang registreret atom-for-atom-opløsning. I deres undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Nature , designet gruppen en proces til at manipulere natrium- og xenonatomer med en dråbe helium ved meget kolde temperaturer for at fange, hvad de beskriver som øjebliksbilleder af solvationsprocessen over tid. Tilsammen producerer disse en film, der skildrer handlingen. En forskningsbriefing om arbejdet er blevet publiceret i samme tidsskriftsnummer.

Solvation er opløsning af et opløst stof i et opløsningsmiddel - når salt for eksempel opløses i vand. Handlingen stopper ikke bare fordi det opløste stof er opløst; i stedet fortsætter opløsningsmidlerne med at interagere med det materiale, der er blevet opløst.

Tidligere forskning har vist, at sådanne interaktioner kan være ret komplicerede, og derfor vil kemikere gerne vide mere om, hvad der sker. En måde at finde ud af det på ville være at filme handlingen og spille den som en film. Dette enkle koncept har dog vist sig at være usædvanligt svært - så svært, at det ikke blev gennemført før for nylig af holdet i Danmark.

For at opnå deres bedrift begyndte forskerne med at fange et enkelt xenonatom inde i en dråbe flydende helium, der var blevet afkølet til -255°C og derefter tilføje et enkelt natriumatom til den ydre kant af dråben. De affyrede en kort puls fra en laser mod natriumatomet for at omdanne det til en positivt ladet ion, hvilket satte solvatisering i gang – heliumatomerne begyndte at klæbe til natriumionen.