*

Güncel Bilim: Atomik Kuvvet Mikroskobu

**

Hidrojen bağları ilk kez doğrudan gözlemlendi.

***

Bilim adamları, atomik kuvvet mikroskobu kullanarak tek bir molekülde hidrojen bağlarını incelemeyi başardı. Bu çalışma ilk olma niteliğini de taşımaktadır. Basel Nanobilim Enstitüsü araştırmacıları, bulgularını Science Advances dergisinde yayımladılar.

Hidrojen, evrende en yaygın elementtir ve neredeyse tüm organik bileşiklerin ayrılmaz bir unsurudur. Makromoleküllerin yapısal birimleri olan moleküller ve moleküler gruplar, hidrojen bağları olarak bilinen bir etkileşim vasıtasıyla birbirine bağlıdır. Bu etkileşimler doğada önemli bir rol oynamaktadır, çünkü proteinlerin veya nükleik asitlerin üç boyutlu yönelimlerini ortaya çıkarn spesifik özelliklerden sorumludurlar ve örneğin suyun yüksek bir kaynama sıcaklığına sahip olması hidrojen bağları ile alakalıdır.

Bugüne kadar, mikroskopik olarak hidrojen atomlarının elektron dağılımı bakımından incelenmesi mümkün olmamıştır. Atomik kuvvet mikroskopları ile hidrojen bağları ile ortaya çıkan bağlanmalar ile ilgili net bir sonuç alınması mümkün olamamıştır.

İsviçre Nanobilim Enstitüsünden Profesör Ernst Meyer’in ekibi ile Basel Üniversitesi Fizik Departmanı’ndan Dr. Shigeki Kawai, bu konuda ilerleme sağlamayı başardılar. Ekipler siklik hidrokarbon bileşiklerinin hidrojen atomlarını incelemek için yüksek çözünürlüklü bir atomik kuvvet mikroskobu kullanmayı başardı.

Net bir görüş için doğru molekülleri seçmek

Araştırmacılar, Japonya’daki meslektaşları ile yakın iş birliği içinde çalıştı. Özel araçlar kullanarak iki hidrojen atomunun daima yukarı doğru konumlanabilecekleri şekilde bir yüzey üzerine yerleştirirler. Atomik kuvvet mikroskobunun algılayıcı ucu bu hidrojen atomlarına yeterince yakınlaşırsa, uç ve hidrojen atomları arasında hidrojen bağları oluşmaktadır.

Hidrojen bağları, kimyasal bağlardan çok daha zayıf, moleküller arası van der Waals etkileşimlerinden daha güçlüdür. Atomik kuvvet mikroskobu tarafından ölçümlenen kuvvet ve uzaklıklar, Aalto Üniversitesi’nden Prof. Adam S. Foster tarafından yapılan hesaplamalar ile örtüşmektedir. Etkileşimin hidrojen bağlarından kaynaklandığının ortaya konulması, çok daha zayıf van der Waals kuvvetlerinin ve daha güçlü iyonik bağların ölçüm sonuçlarını etkilemediğini anlamına da gelmektedir.

Bu çalışma ile, Basel’de bulunan, İsviçre Nanoscience Enstitüsü araştırmacıları örneğin, nükleik asitler ve polimerler gibi üç boyutlu molekülleri tanımlamak için yeni yollar açtıklarını ifade etmektedir.

KAYNAK

https://phys.org/news/2017-05-hydrogen-bonds.html

 

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here