刺激分子使其同分异构体之间的翻转

一个有机分子的原子重新排列了欧洲研究人员使用机械部队。研究人员说,他们的发现开启了一扇窗,让内部电子的分子动力学,并可以帮助开发和理解的分子开关和马达。

近年来,一些研究小组试图控制个人称为卟啉染料分子吸附在金属表面。这些分子,围绕四个中心氮原子,可以存在于多种同分异构体称为互变异构体的相对位置不同两个氢原子在这四个氮原子。互变异构体之间切换的活化能障碍可以克服应用电压用扫描隧道显微镜,允许电子提示和表面之间的隧道。

菲利普莫里亚蒂英国诺丁汉大学的他并没有参与这项新研究,然而,说,这种转换是很难控制。“这些电子注入:他们会穿透;他们会进入衬底;他们可以分散;他们可以引起无关的反应,你可能不想,”他解释说。

隆Kumagai弗里茨·哈伯(德国研究所和他的同事们在柏林马普学会了围绕这个绊脚石通过使用非接触式原子力显微镜(AFM)。AFM最近吸引了化学家的兴趣用于检查到底是什么发生在分子水平上,例如,表面催化或研究反应进行。

他们测量的振荡频率如何atomically-fine提示覆盖铜原子改变他们把它逐渐接近各种表面的点称为porphycene的卟啉衍生物。当提示走近两个氮原子与氢原子之间的债券,频率先下降到最低-标志着小费和分子之间的吸引力之前增加的力量成为排斥。仍然提示走近后,然而,频率又突然下降变得比以往任何时候都更强烈地吸引了。

密度泛函理论计算表明deprotonated氮原子之间的双键形成强烈吸引金属尖比质子化了的氮原子之间的单键。因此,技巧和分子间的斥力提供所需要的能量推动质子在另一边的分子——实际上紧迫的分子开关。是小于1神经网络所需的力。

然而,这并不是故事的全部。当研究者重复了这个实验,化学惰性xenon-tipped探针,氢气不“跳”到另一边的分子——这意味着本技巧不能按下开关。的反应是不激活一个纯粹的机械力,我们想象在宏观世界中,“Kumagai解释道。这是由化学之间的交互提示顶端,原子和分子:力可以被定义为一个梯度的潜力。

莫里亚蒂将工作描述为“一个非常强烈的飞跃,当然理由很多兴奋的。