Найден изящный способ визуализации структуры молекул
Новая техника съёмки впервые позволила увидеть молекулярные слои воды на плоской поверхности при комнатной температуре. Об этом достижении
В обычном мире вода присутствует почти повсюду, и на любом предмете можно отыскать её следы. Но молекулы H2O слишком подвижны, чтобы их можно было заснять атомным силовым микроскопом, ощупывающим образец своим зондом. И вот теперь учёные из Калтеха случайно наткнулись на способ "фотографирования" таких молекул.
Физики изучали при помощи атомной микроскопии мономолекулярный лист углерода (графен), выложенный на атомарно-плоскую поверхность слюды. На удивление съёмка показала наличие во многих местах странных островков, возвышающихся на 0,37 нанометра. Исследователи догадались, что между графеном и слюдой в ловушку попались молекулы воды, углерод накрыл их, словно плед кошку на диване или термоусадочная плёнка — продукты. Обездвиженные молекулы дали отснять себя через этот покров.
Анализ показал: вода под графеном сформировала лёд высотой в две молекулы. При этом рост влажности воздуха увеличивал и количество слоёв — вместо "двухмолекулярного" льда наращивался "четырёхмолекулярный".
Одновременно учёные установили, что по мере роста влажности увеличивается и число островков, а в совершенно сухом воздухе они не образуются, что подтвердило догадку о пойманных под графеном молекулах воды. (Детали опыта изложены в
Авторы работают над повышением разрешения съёмки и адаптацией найденного принципа к фотографированию белковых комплексов. Учёные указывают, что съёмка тысяч отдельных молекул "под одеялом" после обработки на компьютере позволит выявить точную структуру этих молекул. Если продолжать аналогию с пледом, перспектива представляется так: можно сделать тысячи фотографий укрытой кошки в разном положении, после чего точно реконструировать каждую деталь её тела.