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中新網北京11月22日電(記者馬海燕)中國科學家利用原子力顯微鏡技術在實空間觀測到分子間氫鍵和配位鍵的相互作用,在國際上首次實現了對分子間局域作用的直接成像。中國學者首次“看見”氫鍵引起國際同行高度關注。
這項研究由國家納米科學中心研究員裘曉輝、副研究員程志海領導的納米表徵與測量研究團隊和中國人民大學物理系副教授季威領導的理論計算小組合作完成。《科學》雜誌11月1日發表了這一最新研究成果,並在同期以《看見氫鍵》爲題加以評述。隨後,多家國際學術期刊紛紛加以報道。
裘曉輝22日在京對記者解釋這項實驗的意義在於,人類對微觀物質世界的研究和探索依賴於先進的納米表徵與測量技術,掃描探針顯微分析技術,尤其是掃描隧道顯微術和原子力顯微術賦予了科研人員在實空間看見原子和分子的能力,逐漸成爲在原子和分子尺度對材料結構和性質研究的一種關鍵實驗方法。
氫鍵是自然界中最重要、存在最廣泛的分子間相互作用形式之一,對物質的性質有至關重要的影響。例如,氫鍵作用使得水能夠在常溫下以液態存在、冰能夠浮在水面上、DNA雙螺旋結構的遺傳基因配對編碼、蛋白質分子的二級結構等。
裘曉輝和他的團隊利用高分辨的原子力顯微鏡第一次看到氫鍵,實現了氫鍵的直接觀察。此前,對氫鍵特性的研究主要藉助於X射線衍射、拉曼光譜、中子衍射等技術進行間接分析,從來沒有真正看到過氫鍵。
國家納米科學中心主任劉鳴華說,中國的研究人員能夠在國際上首次實現氫鍵的實空間成像,離不開科研人員在科研儀器與技術方面的艱苦努力。該研究團隊通過數年來對現有儀器設備的不斷優化,特別是獨立自主地自制原子力顯微鏡的核心部件“高性能qPlus型力傳感器”,使得該儀器的關鍵技術指標達到該領域的最好水平。該項研究方法開闢了一條嶄新的實驗途徑,預期在分子間相互作用的機理研究領域有廣闊應用前景。(完)
(來源:中國新聞網)