我科学家率先“看见”氢键

万达科技

科技日报北京11月22日电 （记者李大庆）记者今天从国家纳米科学中心获悉，该中心研究员裘晓辉团队，利用原子力显微镜技术实现了对分子间局域作用的直接成像，在国际上首次直接观察到了分子间的氢键（见右图）。相关论文刊登在近日出版的《科学》杂志上。

    氢键是自然界中最重要、存在最广泛的分子间相互作用形式之一。虽然氢键的强度相对于共价键非常弱，但对物质性质有至关重要的影响。国家纳米科学中心主任刘鸣华介绍，1936年，诺贝尔化学奖获得者Pauling在其出版的《化学键的本质》一书中，首次正式提出了氢键概念。但到目前，关于氢键的本质还无定论。此前，对氢键特性的研究主要借助于X射线衍射、红外和拉曼光谱、中子衍射等技术进行间接分析，但是从来没有真正地看到过氢键。如今，裘晓辉团队利用高分辨的原子力显微镜，第一次真实地看到了氢键。《科学》杂志的两位审稿人盛赞这项工作“是一项开拓性的发现”，“具有深远的意义和价值”。


    近年来，裘晓辉团队对现有仪器设备不断优化改造，自制原子力显微镜的核心部件——高性能qPlus型力传感器，使该仪器的关键技术指标达到国际上该领域的最好水平。他们精确解析了分子间氢键的构型，实现了对氢键键角和键长的直接测量。专家指出，这项研究开辟一条新的实验途径，预期在分子间相互作用的机理研究领域会有广阔的应用前景。