酸度的单一羟基与原子精度测量

单羟基的酸在金属氧化物表面已确定第一次使用非接触式原子力显微镜(AFM)和hydroxyl-functionalised小费。¹新设置,人员在奥地利,德国和捷克共和国能够直接评估个人网站的质子亲和能探测与尖端的氢键的强度。我们调查的氧化铟表面有四个不同的氧原子与不同的反应,这意味着我们可以研究四个氧原子的质子亲和能在一个实验中,”说诞生瓦格纳在你维恩。她认为这种实验一天可以被用来调整固体一个原子的化学反应。

狮子座总科学家IBM苏黎世研究实验室,瑞士,他并没有参与这项研究,说质子亲和——衡量系统的酸度和许多化学反应的一个关键量,通常是由描述过程中,氢是伙伴之间交换反应。这通常发生在大乐团的分子,这是挑战,找出在特定的网站在一个表面上的反应个体物种发生,”他说。瓦格纳说,表面是异构的,单个原子的方式是连着邻国影响他们的反应。

使用一个高分辨率原子力显微镜与现代qPlus传感器,研究人员已经能够克服这些问题。他们第一次接触氧化铟单晶的少量的水蒸气吸附哦组和质子在表面,然后进行了AFM实验在一个低温超高真空室。最后,他们用理论模型基于已知值量化质子亲合力。

这是一个机械探测过程在原子尺度,“解释道弗朗茨Giessibl德国雷根斯堡大学的几年前qPlus传感器开发的。²基本上你抓住一个质子在特定网站的左手和一群哦,看看他们吸引多少。”

瓦格纳解释说,AFM尖端表面上方放置一个质子和质子力测量的技巧方法。小费的哦组和氧原子的表面质子的竞争,”她说。如果提示可以用质子相互作用强烈,这意味着债券之间的质子和表面氧原子是软弱和后者的质子亲和能很低。这也反过来:提示和质子之间的弱相互作用意味着高质子亲和的表面氧原子。的新方法,使得团队在特定位置测量酸性氧化物表面,这些实验与理论计算值吻合。

帕维尔内克来自捷克科学院指出,这是一个聪明的方式来探索单个原子在表面的化学性质。使用此方法,您可以在原子尺度的反应表面地图,”他说。这是不可或缺的价值对于任何科学家感兴趣的化学反应在表面。的方法也适用于其他氧化物。研究人员说,它可以作为一个通用工具来测量质子亲合力一个原子。