新華社北京１１月２２日電（記者 羅沙）記者２２日從中國(guó)科學(xué)院國(guó)家納米科學(xué)中心獲悉，通過(guò)利用改進(jìn)的非接觸原子力顯微鏡，中國(guó)科學(xué)家近日在世界上首次得到了分子間氫鍵的實(shí)空間圖像。這為科學(xué)家理解氫鍵的本質(zhì)，進(jìn)而改變化學(xué)反應(yīng)和分子聚集體的結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)。
氫鍵是自然界中最重要、存在最廣泛的分子間相互作用形式之一，對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)有至關(guān)重要的影響。例如，氫鍵作用使得水能夠在常溫下以液態(tài)存在，冰能夠浮在水面上，氫鍵也決定著ＤＮＡ雙螺旋結(jié)構(gòu)的遺傳基因配對(duì)編碼、蛋白質(zhì)分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)等。人類(lèi)對(duì)氫鍵的研究歷史最早可以追溯到１９世紀(jì)后半葉，但直到目前為止，關(guān)于氫鍵的本質(zhì)還無(wú)定論，也從來(lái)沒(méi)有人真正地看到過(guò)氫鍵。
據(jù)悉，由中科院國(guó)家納米科學(xué)中心研究員裘曉輝等組成的研究團(tuán)隊(duì)，通過(guò)近５年來(lái)對(duì)現(xiàn)有儀器設(shè)備的不斷優(yōu)化，自制原子力顯微鏡的核心部件，極大地提高了現(xiàn)有設(shè)備的穩(wěn)定性和信噪比，使團(tuán)隊(duì)改進(jìn)的非接觸原子力顯微鏡的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際上該領(lǐng)域的頂尖水平。據(jù)此精確解析了分子間氫鍵的構(gòu)型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)氫鍵鍵角和鍵長(zhǎng)的直接測(cè)量。
“通俗來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于以前可以從太空中看到地面的人排成一行，現(xiàn)在是第一次看到原來(lái)這些人之間是手拉著手?！濒脮暂x說(shuō)，“這在分子間相互作用的機(jī)理研究領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景?！?/font>
他同時(shí)表示，對(duì)氫鍵特性的精確實(shí)驗(yàn)測(cè)量，如作用位點(diǎn)、鍵角、鍵長(zhǎng)以及單個(gè)氫鍵強(qiáng)度，不僅有助于理解氫鍵作用的本質(zhì)，這些在原子、分子尺度上關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的信息對(duì)于功能材料及藥物分子設(shè)計(jì)有著非常重要的意義。
１１月１日，美國(guó)《科學(xué)》雜志以論文形式正式發(fā)表了該項(xiàng)成果?？茖W(xué)家認(rèn)為，這項(xiàng)成果將大大深化科學(xué)界對(duì)氫鍵本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)氫鍵的人工控制提供基礎(chǔ)，具有極其重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。
