Наночасовщик: ученые научились перестраивать атомарные связи внутри одной молекулы

Международная группа ученых разработала новую технологию, которая позволяет избирательно перестраивать связи между атомами внутри одной молекулы. Прорыв позволяет достичь беспрецедентного уровня контроля над химическими связями внутри этих структур.

Молекулы состоят из скоплений атомов и являются продуктом расположения этих атомов внутри. Если молекулы кислорода содержат один и тот же повторяющийся тип атомов, то молекулы сахара состоят из углерода, кислорода и водорода.

Ученые уже некоторое время занимаются так называемой "селективной химией", цель которой - сформировать именно тот тип химических связей между атомами, который им нужен.

Эти так называемые молекулярные машины были предметом внимания Нобелевской премии по химии 2016 года, которую получил голландский ученый Бен Феринга за создание “молекулярного автомобиля”, приводимого в движение молекулярными двигателями, вращающимися со скоростью 12 миллионов оборотов в секунду.

Новое исследование сосредоточено на молекулах, известных как структурные изомеры, которые имеют одинаковый атомный состав, но разное расположение связей между атомами. Используя наконечник сканирующего зондового микроскопа для подачи различных импульсов напряжения, команда показала, что они могут избирательно перестраивать химические связи: молекула с 10-членным углеродным кольцом в центре могла превращаться в молекулу с четырех- и восьмичленным кольцом или в молекулу с двумя шестичленными кольцами в центре.

Эти реакции были также обратимыми, то есть команда могла разрывать и формировать различные связи по своему усмотрению и, по сути, контролируемо переключаться между молекулярными структурами. Эта форма "селективной химии" описана командой как беспрецедентная.