Dünya’da ilk kez atomlar bağlanırken kameraya yakalandı

f atomları birbirilerine bağlanmazlar, eğer bağlansalardı bildiğimiz bütün şeyler (Güneş, Dünya, hayvanlar, bitkiler, biz) olmayacaktı bile.

Bilim insanları bunu hiçbir zaman kameraya kaydedemediler. Çünkü kimyasal bağlar gerçekten küçük bir ölçekte meydana geliyor - bir insan saçının genişliğinden yaklaşık yarım milyon kat daha küçük.

Ancak uluslararası bir bilim insanı ekibinin çalışması sayesinde, nihayet bu karmaşık etkileşime iyi bir göz atabiliriz.

Yöntem ve video - Science Advances dergisinde yayınlanan bir makalede detaylandırıldı. Gazeteye göre, bilim insanları süreci ilk kez gerçek zamanlı olarak filme alabildiler.

Atomları gerçek zamanlı olarak filme almak

18 saniyelik video, içi boş karbon silindirlerinde ayrı ayrı bop yapan iki atom gösteriyor. Ancak yavaş yavaş, iki küçük leke aniden birleşmeden önce birbirine yaklaşıyorlar. Birleştirilmiş şekil daha sonra farklı açılardan atlayarak bozulmaya başlıyor ve daha sonra bağ kopuyor.

Fakat bu iki atom birbirlerinden uzakta çok uzun süre kalamazlar. Çift, bağlarını bir kez daha alevlendirir ve sonsuz moleküllerini yeniden düzenler.

Atomları birbirine bağlayan film, daha önce kimsenin başaramadığı bilimsel bir başarıdır. Süreci yakalamak için, görüntülerin arkasındaki bilim adamları, dar nanotüpler içinde bir çift renyum atomunu -bir tür ağır metal kimyasal elementi- hapsettiler. Bu karbon silindirlerin moleküler ölçekte 1-2 nm arasında çapları vardır ve atomlar için minyatür test tüpleri olarak kullanılmıştır.

Ekip daha sonra filmi yakalamak için transmisyon elektron mikroskobu (TEM) kullandı. TEM, numuneleri görselleştirmek ve bir görüntü oluşturmak için yüksek enerjili bir elektron demeti kullanılan bir tekniktir.

Nottingham Üniversitesi profesörü ve çalışmanın önde gelen yazarlarından Andrei Khlobystov, “Bildiğimiz kadarıyla, atomik ölçekte filmde bağ evrimi, kırılması ve oluşumu ilk kez kaydedildi” dedi.

Atomlar neden bağlanıyor?

Atomlar, kararlılıklarını arttırmak ve enerjilerini düşürmek için birbirleriyle bağlanırlar. Kendi başlarına, atomlar daha fazla enerji uygular ve oldukça kararsızdır. Ancak bir kez birleştiklerinde, pozitif yüklü ve negatif yüklü bir atom benzersiz özelliklere sahip moleküller oluşturabilir.

Ancak bağ yapabilmek için, atomların önce elektronları paylaşması ve çekirdekleriyle elektronlarının yarattığı pozitif ve negatif römorkör arasında bir denge kurması gerekir.

Videoda görüldüğü gibi, iki atom karbon test tüplerinin dar koridorları boyunca birbirine bağlanır ve birlikte yürür. Bununla birlikte, bir noktada, bağların uzunluğu atomların boyutunu aştığında bağları kopar.

Atomlar arasındaki bağ, etraflarındaki ortam değiştikçe değişir. Bu durumda, çalışmaya göre atomlar nanotüplerden bir çift halinde hareket ettikçe zayıfladı.

İki atom bir kez daha bağımsız hale geldi, ancak kısa bir süre sonra bir araya getirildi ve molekülü yeniden şekillendirdi. Yine, bağlanma cazibesi direnmek için çok büyük - sonuçta, atomlar daha kararlı bir durumda var ve bir çift olarak daha az enerji veriyor. Bizim için ve diğer tüm konular için de aynı şey geçerli.