沃里克大学 键的显微镜图像清晰可见
学分:华威大学 华威大学化学家领导的一个研究项目首先使用超高分辨率扫描隧道显微镜来观察分子中原子和键的精确位置，然后使用这些难以置信的精确图像来确定分子之间的相互作用
使用一根一氧化碳尖端的超尖针，冷冻到7开尔文(零下266摄氏度)，研究人员可以识别键是氢还是卤素，也能够识别这些材料中的微小缺陷
这些结果可能与帮助创造比以往更纯净的新药有很大关系
研究人员将标准扫描隧道显微镜与置于金表面的溴化多环芳烃分子的超高分辨率扫描隧道显微镜进行了比较
他们能够证明标准扫描隧道显微镜测量不能最终确定分子间相互作用的性质，但新技术可以清楚地识别碳环和卤素原子的位置，确定卤素键控制组件
他们的研究发表在今天，2020年4月30日，在《自然通讯》的一篇题为“结合高分辨率扫描隧道显微镜和第一性原理模拟来识别卤素键”的论文中
该论文的主要研究者之一，沃里克大学化学系的乔瓦尼·科斯坦蒂尼教授说: 著名物理学家理查德·费曼曾说过，分析任何复杂化学物质最简单的方法是“观察它，看看原子在哪里”；我们一直使用的技术就是这样做的一种方式
“扫描隧道显微镜(STM)通常只能揭示材料中分子的整体形状和位置，但没有确定其确切原子结构所需的精度
“然而，使用超高分辨率扫描隧道显微镜，我们可以精确定位碳环和卤素原子的位置，这使我们能够确定卤素而不是氢键控制着这种材料的分子组装
“通过密切遵循理查德·费曼的“只看事物”的要求，我们对分子内原子实际位置的清晰可视化使我们能够推断分子间成键的位置和性质
“这得到了理论计算的支持，这些计算揭示了许多被国际纯化学和应用化学联合会(IU PAC)认为是卤素键特征的电子特征
我们相信，通过使用这种方法，在过去十年的文献中已经讨论过的困难或有争议的分子结构中的很大一部分可以被快速和清楚地解决，并且我们预测它在表面分子纳米科学中的应用会越来越多
" 这篇论文的另一位主要研究者，华威大学化学系的助理教授加布里埃尔·索索也指出: “辨别和明确识别卤键位置的能力对于试图理解生物分子识别和设计新型药物的研究人员来说具有特殊的价值
“事实上，到目前为止，大多数药物化学都集中在氢键的作用上，因为它们在生物化学和材料科学中无处不在:因此，理解卤素键将为设计下一代药物设计分子系统提供额外的工具
“为此，正如我们在这项工作中所做的那样，我们必须将实验和模拟结合起来，以便对这种尚未探索的分子相互作用提供全面的描述
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