Por primera vez, Los científicos han logrado estudiar la fuerza de los enlaces de hidrógeno en una sola molécula utilizando un microscopio de fuerza atómica. Investigadores de la red del Instituto Suizo de Nanociencia de la Universidad de Basilea informaron los resultados en la revista. Avances de la ciencia .

El hidrógeno es el elemento más común en el universo y es parte integral de casi todos los compuestos orgánicos. Las moléculas y secciones de macromoléculas están conectadas entre sí a través de átomos de hidrógeno, una interacción conocida como enlace de hidrógeno. Estas interacciones juegan un papel importante en la naturaleza, porque son responsables de propiedades específicas de proteínas o ácidos nucleicos y, por ejemplo, También asegúrese de que el agua tenga una temperatura de ebullición alta.

Hasta la fecha, no ha sido posible realizar un análisis espectroscópico o microscópico electrónico del hidrógeno y los enlaces de hidrógeno en moléculas individuales, y las investigaciones que utilizan microscopía de fuerza atómica tampoco han arrojado resultados claros.

Dr. Shigeki Kawai, del equipo del profesor Ernst Meyer en el Swiss Nanocience Institute y el Departamento de Física de la Universidad de Basilea, ahora ha logrado utilizar un microscopio de fuerza atómica de alta resolución para estudiar átomos de hidrógeno en compuestos de hidrocarburos cíclicos individuales.

Elegir las moléculas adecuadas para una vista clara

En estrecha colaboración con colegas de Japón, los investigadores seleccionaron compuestos cuya configuración se asemeja a la de una hélice. Estos propulsores se disponen en una superficie de tal manera que dos átomos de hidrógeno siempre apuntan hacia arriba. Si la punta del microscopio de fuerza atómica, que está funcionalizado con monóxido de carbono, se acerca lo suficiente a estos átomos de hidrógeno, Se forman enlaces de hidrógeno que luego pueden examinarse.

Los enlaces de hidrógeno son mucho más débiles que los enlaces químicos, pero más fuerte que las interacciones intermoleculares de van der Waals. Las fuerzas medidas y las distancias entre los átomos de oxígeno en la punta del microscopio de fuerza atómica y los átomos de hidrógeno del propelano corresponden muy bien a los cálculos realizados por el Prof. Adam S. Foster de la Universidad Aalto en Finlandia. Muestran que la interacción implica claramente enlaces de hidrógeno. Las mediciones significan que se pueden excluir las fuerzas de van der Waals mucho más débiles y los enlaces iónicos más fuertes.

Con este estudio, Los investigadores de la red del Instituto Suizo de Nanociencia de la Universidad de Basilea han abierto nuevas formas de identificar moléculas tridimensionales como ácidos nucleicos o polímeros mediante la observación de átomos de hidrógeno.