Une double utilisation du faisceau d'électrons

Le groupe a une riche expérience dans l'utilisation du faisceau d'électrons comme outil à double usage :imagerie précise des positions atomiques et activation de réactions chimiques dues à l'énergie transférée des électrons rapides du faisceau d'électrons aux atomes. L'astuce "deux en un" avec la MET a permis à ces chercheurs d'enregistrer des films de molécules réagissant dans le passé, et maintenant, ils ont pu filmer deux atomes liés ensemble dans Re2 « marchant » le long du nanotube dans une vidéo continue. Dr Kecheng Cao, Assistant de recherche à l'Université d'Ulm qui a découvert ce phénomène et réalisé les expériences d'imagerie, a déclaré:"Il était étonnamment clair comment les deux atomes se déplacent par paires, indiquant clairement un lien entre eux. Surtout, au fur et à mesure que Re2 descend le nanotube, la longueur de la liaison change, indiquant que la liaison devient plus forte ou plus faible selon l'environnement autour des atomes."

Briser le lien

Après un certain temps, les atomes de Re2 présentaient des vibrations déformant leurs formes circulaires sur des ellipses et étirant la liaison. Comme la longueur de la liaison a atteint une valeur dépassant la somme des rayons atomiques, la liaison s'est rompue et les vibrations ont cessé, indiquant que les atomes sont devenus indépendants les uns des autres. Un peu plus tard, les atomes se sont à nouveau réunis, reformer une molécule Re2.

Dr Stephen Skowron, Assistant de recherche postdoctoral à l'Université de Nottingham qui a effectué les calculs pour le collage Re2, dit :« Les liens entre les atomes métalliques sont très importants en chimie, notamment pour la compréhension magnétique, électronique, ou les propriétés catalytiques des matériaux. Ce qui le rend difficile, c'est que les métaux de transition, comme Rê, peut former des liens d'ordre différent, des obligations simples aux obligations quintuples. Dans cette expérience MET, nous avons observé que les deux atomes de rhénium sont liés principalement par une liaison quadruple, fournissant de nouvelles connaissances fondamentales sur la chimie des métaux de transition."

Le microscope électronique comme nouvel outil d'analyse pour les chimistes

Andreï Khlobystov, dit :« À notre connaissance, c'est la première fois que l'évolution des obligations, la rupture et la formation ont été enregistrées sur film à l'échelle atomique. La microscopie électronique devient déjà un outil analytique pour déterminer les structures des molécules, notamment avec l'avancée du MET cryogénique reconnu par le prix Nobel de chimie 2017. Nous repoussons désormais les frontières de l'imagerie moléculaire au-delà de la simple analyse structurale, et vers la compréhension de la dynamique des molécules individuelles en temps réel. » L'équipe pense qu'un jour, dans le futur, la microscopie électronique pourrait devenir une méthode générale pour étudier les réactions chimiques, similaire aux méthodes spectroscopiques largement utilisées dans les laboratoires de chimie.