Рейтинг@Mail.ru
Поиск
x
National Geographic №197, февраль 2020
National Geographic Traveler №72, ноябрь 2019 – январь 2020
Это новый сайт National Geographic Россия. Пока мы работаем в режиме бета-тестирования.
Если у вас возникли сложности при работе с сайтом, напишите нам: new-ng@yasno.media
Наука

Химическая связь атомов металлов впервые снята на видео

22 января 2020
_-.jpg
Фото: advances.sciencemag.org
Объекты съемки в сотни тысяч раз тоньше человеческого волоса.

Ученые из Великобритании и Германии сняли на камеру взаимодействие атомов тяжелого металла рения — подобных съемок ранее никто не делал. Чтобы запечатлеть процесс взаимодействия атомов, ученые поместили их нанотрубки углерода. Эти углеродные цилиндры имеют диаметр около 1-2 нм и использовались в качестве миниатюрных пробирок для атомов.

«Нанотрубки помогали нам вылавливать атомы или молекулы и располагать их там, где нужно. В данном случае мы захватили два атома рения и соединили их друг с другом, сформировав молекулу Re2. Рений можно легко увидеть в атомный микроскоп — он намного темнее окружающих его легких атомов благодаря его большому зарядовому числу», — объясняет Андрей Хлобыстов, профессор Ноттингемского университета и один из ведущих авторов исследования.

Затем команда использовала просвечивающую электронную микроскопию (TEM) — метод, с помощью которого пучок электронов высокой энергии используется для визуализации образцов и создания изображения. Это и позволило запечатлеть взаимодействие атомов на пленке.

«Насколько нам известно, это первый случай, когда эволюция, разрыв и формирование связей были записаны на пленке в атомном масштабе», – Андрей Хлобыстов.

18-секундный ролик демонстрирует, как два атома катятся в полых углеродных нанотрубках, то приближаясь, то отдаляясь друг от друга, пока не сливаются в единое целое. Затем объединенная фигура начинает искажаться, и связь снова разрушается.

Атомы связываются друг с другом, чтобы повысить собственную стабильность и снизить энергию. Сами по себе атомы расходуют больше энергии и довольно нестабильны. Но как только они объединяются, положительно заряженный и отрицательно заряженный атом могут образовывать молекулы с уникальными свойствами.

Связь между атомами меняется по мере изменения окружающей их среды. В этом случае оно стало слабее, когда атомы двигались в паре вниз по нанотрубкам, что подтвердило исследование.

Читайте также о микропластмассовом мире в нашем воздухе.