Найден изящный способ визуализации структуры молекул

Островки тёплого водяного льда тут показаны светло-голубым. Детали в тексте (иллюстрация Heath group/Caltech).

Новая техника  съёмки впервые позволила увидеть  молекулярные слои воды на плоской  поверхности при комнатной температуре. Об этом достижении рапортуют физики из Калифорнийского технологического института.

В обычном мире вода присутствует почти повсюду, и  на любом предмете можно отыскать её следы. Но молекулы H₂O слишком подвижны, чтобы их можно было заснять атомным силовым микроскопом, ощупывающим образец своим зондом. И вот теперь учёные из Калтеха случайно наткнулись на способ "фотографирования" таких молекул.

Физики изучали  при помощи атомной микроскопии мономолекулярный лист углерода (графен), выложенный на атомарно-плоскую поверхность слюды. На удивление съёмка показала наличие во многих местах странных островков, возвышающихся на 0,37 нанометра. Исследователи догадались, что между графеном и слюдой в ловушку попались молекулы воды, углерод накрыл их, словно плед кошку на диване или термоусадочная плёнка — продукты. Обездвиженные молекулы дали отснять себя через этот покров.

Анализ показал: вода под графеном сформировала лёд высотой в две молекулы. При этом рост влажности воздуха увеличивал и количество слоёв — вместо "двухмолекулярного" льда наращивался "четырёхмолекулярный". (Это согласуется с прежними экспериментами, из которых следовало, что жидкая вода — не вполне жидкость. А уж на границе с твёрдым телом с H₂O происходят и вовсеудивительные и разнообразные превращения.)

Одновременно  учёные установили, что по мере роста  влажности увеличивается и число  островков, а в совершенно сухом  воздухе они не образуются, что  подтвердило догадку о пойманных  под графеном молекулах воды. (Детали опыта изложены в статье в Science.)

Авторы работают над повышением разрешения съёмки и  адаптацией найденного принципа к фотографированию белковых комплексов. Учёные указывают, что съёмка тысяч отдельных молекул "под одеялом" после обработки на компьютере позволит выявить точную структуру этих молекул. Если продолжать аналогию с пледом, перспектива представляется так: можно сделать тысячи фотографий укрытой кошки в разном положении, после чего точно реконструировать каждую деталь её тела. 

MEMBRANA.RU