分子“指南针”痕迹在沸石范德华相互作用

最近开发了电子显微镜技术使得科学家们精确成像测量范德华相互作用的个人取向的变化帕拉二甲苯分子在沸石的通道矩阵。¹设置类似于纳米罗盘的烃分子旋转指针,孔周围原子的位置定义标记的方向。

“我们的研究结果提供了一个方法来直接“看到”单分子和他们的相互作用,”说小陈从清华大学在中国。她指出,范德瓦尔斯力在许多生理过程中都扮演着重要的角色,但测量这种交互是具有挑战性的和通常涉及复杂的技术。使用集成成像模式称为微分相位对比扫描透射电子显微镜(iDPC-STEM),她和她的同事现在已经能够跟踪在沸石主客体的相互作用。团队利用周边的大洞的沸石是由10氧和硅原子,被数显示20个不同的方向,相距约18°。

的想法是使用一个分子,巧妙地在沸石孔作为监测的罗盘的微观结构孔隙壁,因此分子之间的范德华相互作用和多孔固体的评论彼得Liljeroth芬兰阿尔托大学的,他并没有参与这项研究。他解释说,帕拉二甲苯指针优先采用特定的方向,以反映不同的相互作用。电子显微镜是用来解析分子链的角度对周围的原子结构孔隙。

研究者进行了采用基于计算关系取向的变化与范德瓦尔斯力的变化。我们计算的能量帕拉二甲苯分子不同方向不同信道模型的基础上,”陈说。

伊凡Lazić在荷兰,热费希尔科学iDPC-STEM方法的开发者之一,该研究的作者之一,²指出,成像这种系统并不容易。沸石是electron-dose-sensitive材料和单分子被困在他们更多,”他说。但这种技术使用所有可用的电子和高度dose-efficient。”

Stephen Pennycook退休基于显微镜学家在美国,对此表示赞同。这种方法的主要优势是它有效地图像光和重原子,”他说。”在这里,即使检测到一个光分子在沸石几纳米长渠道。Pennycook补充说,能够看到系统的轻和重部分同时是一个重大成就。几年前他儿子这样做,与同事一起,使用了一种叫做电子ptychography。³

陈认为,新战略可能会扩展到其他系统。的几乎所有类型的沸石和有机框架,我们可以直接形象客人分子size-matched渠道和笼子里,”她说。