科学家首次改变单分子内原子键

? ? 在扫描探针显微镜尖端施加电压脉冲，可以选择性地、可逆地将中间的分子结构转变为右侧或左侧的结构。 图片来源：里奥·格罗斯/IBM

研究人员指出，目前制造复杂分子或分子装置的方法通常相当具有挑战性，就好比将一盒乐高玩具扔进洗衣机，并希望在其之间建立一些有用的联系。但在最新研究中，他们使用扫描隧道显微镜（STM）打破了分子内的原子键，然后创建新键来定制分子，从而大大简化了这项工作。

研究人员解释说，他们首先将样品材料放入扫描隧道显微镜内，然后再破坏特定的键。更具体而言，他们首先从四环化合物的核心提取四个氯原子作为起始分子，随后将扫描隧道显微镜的尖端移到一个碳（C）—氯（Cl）键上，用电破坏原子键。对其他碳—氯键和碳—碳键这样做会形成一个双自由基，留下6个自由电子，这些自由电子可形成新键。

在一项创造新分子的测试中，该团队使用自由电子（和一定量的高电压）形成对角碳—碳键，从而得到了弯曲的炔烃。而在另一项测试中，他们施加一定量的低电压，创造出了环丁二烯环。

研究团队强调，最新研究借助IBM欧洲实验室开发的超高精度隧道技术才得以实现，有助于科学家们更好地理解氧化还原反应，并创造出新的分子种类。