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化学反応の前後における分子構造の変化を 画像化することに成功

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化学
引用元:SJNニュース


 カリフォルニア大学バークレー校の研究チームが、化学反応の前後における分子構造の変化を直接画像化することに成功した。化学構造図そっくりに画像化できる。従来、核磁気共鳴法(NMR)などによる分析を利用した間接的な推測からしか、こうした情報を得ることはできなかった。2013年5月30日付けの Science に論文が掲載されている。


 研究チームは、電子デバイス用途でのグラフェン・ナノ構造をボトムアップ形成するために同手法を開発した。グラフェンの表面に他の分子を精密に配置して狙ったとおりの構造を作り上げるには、化学反応によって実際に生成される反応物の状態を詳細に可視化する必要があったという(下略5 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 09:50:30.64 ID:C1c8+oZL
すごいね。
科学技術の進歩は、新しい時代に入った感じだ。



6 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 10:02:19.80 ID:3NxopSqw
物質って本当に化学式通りに繋がってんだね。



7 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 10:03:29.88 ID:yGmuanvI
この反応過程が時間分解で撮影できれば本当にすごいけどね。

34 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 22:02:15.27 ID:ZLDD1ZAV
>>7
さすがに無理だろ。
4Kまで下げて分子運動を止めてようやくこの解像度みたいだからな。
39 :名無しのひみつ:2013/06/05(水) 00:00:27.32 ID:mQngumBn
>>34
反応の途中で何度も冷やしては温めを繰り返して コマ撮りすれば動画もいけるんじゃない?
42 :名無しのひみつ:2013/06/05(水) 01:03:18.76 ID:x6yrZl6v
>>39
きっと 「ブルブルブルブルブルブル・・・」 → 「パッ!」 で一瞬では?



9 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 10:13:08.26 ID:ZgfL8UwT
なんか感動した。



10 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 10:21:41.43 ID:5mgXfvHW
ついに分子の結合が見れるようになるのか。

32 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 21:02:55.32 ID:BZCCJXVm
>>10
やっぱモザイクは敵ってことが判明w



11 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 10:22:46.23 ID:MqblHaLE
二重結合の位置も画像化可能?



12 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 10:28:04.63 ID:lLAhqOcc
これって映してるんだよね?
解析と称して画像創りあげてないよね?

54 :名無しのひみつ:2013/06/07(金) 12:07:37.12 ID:i/ismVNc
>>12
この顕微鏡は直接見てるというわけじゃないよ。
極細の針を試料に近づけると、針先と試料との間に原子間力という力が働く、
この力の大きさを検出して、その度合いを画像化してるって感じだったと思う。

afm400

だから試料の状態をそのまま反映しているとはいえ、人間が光を当てて目で
対象物を見てるのとは違ってるはず。



13 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 11:39:01.75 ID:u7AbtrE9
マジでこんなふうに結合してたんだw



14 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 11:57:48.38 ID:aCxlLeQh
すっげぇ・・・



16 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 12:20:06.88 ID:X5ikgU1q
一酸化炭素分子の酸素より細くできる針先は、何を使えばいいんだろ?

18 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 12:46:38.59 ID:6pQb657a
なんかレコードみたいな感じ?
でこぼこを分子の針先で走査して、 その変化をレーザーで読み取って画像解析してるのかな。



21 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 13:12:15.80 ID:vny/iUKt
一分子だけの撮影も簡単じゃないように思えるのだが?



22 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 14:28:19.47 ID:pOAPGv3N
考えられていた形との差がないのは、それだけシンプルだからなのか。



23 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 15:13:45.50 ID:8yp5FCFU
ベンゼン環って便宜的に書いてるもんだと思ってた。



24 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 15:17:26.93 ID:gV51sVUS
これ撮像した写真に合わせて構造式書いただろw



25 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 16:29:02.74 ID:mxB5MHKf
日本でも、分子の変化を可視化するシステムが建設されたよ。

特集 巨大な精密装置「加速器」



28 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 18:54:44.23 ID:hQBJjxEq
科学記号そのままの外見なんだな、驚いたわ。



30 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 20:13:30.39 ID:61KKD0L5
グラフェンの画像
平面じゃなくてフラーレンっぽく丸まろうとしてるな。



31 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 20:43:06.38 ID:nHr7KmAD
まあ存在確率の可視化だからね。



33 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 21:50:11.00 ID:OykQ2esL!
前から思ってたけど、どうやって一個だけCOを付けてるんだろう? しかも先っちょに。
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1332611230/



35 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 22:02:34.58 ID:D9s0JeVc
微細なプローブで走査するから解像度が高いんだろ。
測定物の電荷分布を調べるためにCO分子の極性を利用する。



37 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 22:32:52.55 ID:4dkFVxbV
ここまで見えるとは思わなかったな。
まーでもそもそも単分子見たから何なんだって気もする。



38 :名無しのひみつ:2013/06/04(火) 23:01:48.52 ID:Y5Ug/y/j
空間充填モデルみたいには見えないのか。



40 :名無しのひみつ:2013/06/05(水) 00:08:00.50 ID:55BCLuHb
素粒子ってもっとぼやっと存在してるのかと思ってたけど、分子内ではかなりはっきり存在してるんだな。
分子の縁の部分のベンゼン環が濃いのはなんでなんだろ?

44 :名無しのひみつ:2013/06/05(水) 07:21:31.80 ID:z5GszSCC
>>40
素粒子?
46 :名無しのひみつ:2013/06/05(水) 11:58:32.32 ID:h35Ksx6e
>>40
良くも悪くも原子間力の統計的画像であって、
明るいところはそこに何かの力が働く期待値が高いというデータでしょ。



41 :名無しのひみつ:2013/06/05(水) 00:31:41.83 ID:Nhc0eg7Y
理屈は、音楽の波長を人の見える可視光線の波長にシフト(置き換え) したら
こんな色の経時変化になりますっていうのに近いことだよね?



43 :名無しのひみつ:2013/06/05(水) 03:50:22.40 ID:Dbqrc/sv
スケール、3Aでいいのか?



47 :名無しのひみつ:2013/06/05(水) 19:58:11.02 ID:WNC7M2Ri
そこにプローブを持っていくだけでも凄い。



48 :名無しのひみつ:2013/06/06(木) 21:26:19.53 ID:SFb2Wp4I
原子間力をどうやってレーザー光でピックアップしてるの?
近接場光が変化する?

49 :名無しのひみつ:2013/06/06(木) 22:30:48.40 ID:LXp66M/O
>>48
AFMでググれ。



50 :名無しのひみつ:2013/06/06(木) 23:15:16.17 ID:I5eySYWV
これ本物か? 画像加工してねえだろうな。
整形してないなら美人過ぎる。

51 :名無しのひみつ:2013/06/07(金) 00:48:11.17 ID:d3jiCAIh
>>50
グラフェンちゃんは優秀な子なんだよバカヤロー



52 :名無しのひみつ:2013/06/07(金) 04:28:02.14 ID:XVYeGJqS
繋がりの部分も可視化されてるのか。
線の繋がり部分がなぜ映るんだろう。

53 :名無しのひみつ:2013/06/07(金) 04:44:06.46 ID:AHw/sqX2
>>52
共有結合で電子の軌道が縛られるからでないの。



55 :名無しのひみつ:2013/06/07(金) 12:25:52.83 ID:YRx/aGEY
不確定性原理が破れそうです。

56 :名無しのひみつ:2013/06/07(金) 17:06:04.40 ID:d3jiCAIh
>>55
いや、この顕微鏡は撮像原理にパウリの排他律使ってるから。



58 :名無しのひみつ:2013/06/08(土) 19:30:42.42 ID:/zzSixpi
重なり積分と言うらしいな。

BUZZったイチオシ記事!!!!!(*゚∀゚)ゞ

    この記事へのコメント

    名無し隊員さん
    2013年06月09日 21:25
    水分子がちゃんと酸素を基点に水素の角度が105度なのか見てみたいなー
    名無し隊員さん
    2013年06月09日 21:28
    なんだこりゃすげえ
    名無し隊員さん
    2013年06月09日 21:37
    ニコ生で化学変化が生中継される日も近いな
    名無し隊員さん
    2013年06月09日 21:43
    ちゃんと構造式の線上に存在確率があるんだの。いつかは点で見えるかも
    名無し隊員さん
    2013年06月09日 21:55
    数多ある中からそれっぽいのやってみただけじゃないだろうな
    名無し隊員さん
    2013年06月09日 22:11
    そのうちピンセットでチマチマ原子をつかんではくっつけて分子を作るようになるかもな
    名無し隊員さん
    2013年06月09日 22:25
    すげぇ感動した
    ななし
    2013年06月09日 22:56
    水素は軽いだけに尻軽だな
    名無し隊員さん
    2013年06月09日 23:00
    事中が見れると思ったのに事後だった
    名無し隊員さん
    2013年06月09日 23:07
    反応過程は無理だな。

    尖った鉛筆を人が周りを歩きまわる場所にある平らな机に立てた後、そのまま冷やして撮影したって鉛筆は倒れてる。そもそもプローブを近づけること自体が反応中間体を引っぱっちゃうことになるし、時間分解能も全然足りない。
    名無し隊員さん
    2013年06月09日 23:45
    小人さんが結合させてたんじゃなかったのか。
    名無し隊員さん
    2013年06月10日 00:23
    すげえwww三重結合もバッチリ特徴出てるんだな…感動した
    2013年06月10日 00:39
    これまじですごい!
    かっけー(笑
    湯川先生やん
    名無し隊員さん
    2013年06月10日 00:42
    なにこれすごい
    本当に式通りなんだwwwwwww
    色んな意味で人類の叡智がすごすぎてわらいが出たwwwww
    ku
    2013年06月10日 00:56
    ほっけ。
    11
    2013年06月10日 02:03
    分子レベルになると確立に支配された世界が見えてくるのか
    面白いな
    その先にはどんな世界があるんだろう?
    時間と確立だと質量の表現ができないから、エネルギーの世界なんだろうか?
    2013年06月10日 08:51
    撮影して加熱後にまた冷却とあるけど、
    加熱している間にどっかへ飛んでいってしまうのでは?
    実は反応後に撮影したものは偶然どこかから飛んできたものとか…
    10回実験して10回とも成功していればそれはないと思うけど。

    逆に、加熱して飛ばないほど土台に吸着していればそれはそれで反応に影響を与えやすいのでは?
    名無し隊員さん
    2013年06月10日 10:29
    ワロタ
    名無し隊員さん
    2013年06月10日 12:59
    以前 高校の化学の先生が
    「ベンゼン環て書くとき二重線を3つ引くけどあれはウソで、
    本当は環内を電子がぐるぐる回ってるんだ」
    みたいなことを言ってた気がしたが…
    この画像のベンゼン環の光り方はまさにそういう風に見えるな
    名無し隊員さん
    2013年06月10日 13:49
    すげぇ…ほんとに6角形なんだな もっと丸っこいんだど思ってた。
    量子力学詳しい人なんで6角形か教えてくれー
    スタッキングしたグラファイトとかC60も見てみたい

    ※19
    自分は2重と単結合がものすごい勢いで入れ替わってるって聞いたな
    でも画像見ると、電子同士が反発してか、端っこの方に寄ってるね
    右のはなんか歪んでる。2つの上端の電荷が反発しあって歪んでるんだな多分。
    名無し隊員さん
    2013年06月10日 16:42
    ※20
    グラファイトだったらそれこそ "graphite STM" でgoogle先生が見せてくれるよ。C60は微妙な解像度の奴しか出てこなかったけど。

    しかし綺麗な画像だ。CO探針先の電子状態だかファンデルワールス力だかが丁度よくベンゼン環の電子状態とマッチしたんだろうな。
    水素も見えたり、針で突いて化学反応起こせたりするともっと面白いんだろうけど、AFMはSTMと違ってパルス電圧とかかけるわけ
    にもいかないから反応誘起という意味では難しいのかな? 分子引っ張ってくっつけて、位はできるんだろうけど。
    名無し隊員さん
    2013年06月10日 19:55
    いやぁ化学式そのまんまの形ってのが感動した・・・。
    名無し隊員さん
    2013年06月10日 20:18
    「科学構造図そっくりに画像化できる」って書いてあるから、そう見えるように画像処理しているワケではないの?
    名無し隊員さん
    2013年06月10日 20:24
    まだ3次元的構造の分子の撮影は難しいのかな?

    Cナノチューブって捻れとか層構造とか5員環の有無とかの微妙な構造の変化でガラッと電気的特性が変わるらしいからこれで直接観察したら面白そう
    時間分解能がもっと上がったら超電導してる様子も観察できそうだな

    ピンボケでよくわからなかったタンパク質構造解析も能率アップしそうだし、マジで人類大躍進は近いかもしれん
    名無し隊員さん
    2013年06月10日 23:43
    ケクレとポーリングに見せてあげたい
    名無し隊員さん
    2013年06月15日 12:55
    そういや電子顕微鏡の類が発表された当時、あまりに非常によく見えるから疑似科学じゃね?って懐疑論が出る程衝撃的だったと聞いたことがある。
    名無し隊員さん
    2013年06月21日 18:31
    化学記号のまんまなんだ
    ってコメントが多いことに驚いた