Eerste atoomfoto’s van een chemische reactie

Zien is geloven. Voor het eerst hebben Amerikaanse onderzoekers onder de microscoop kunnen waarnemen hoe een chemische reactie verloopt in een enkel molecuul. Ze zagen dat bindingen tussen koolstofatomen in een complex organisch molecuul door verhitting openbraken, waarna vervolgens nieuwe bindingen ontstonden. Ze beschrijven het in een vandaag vervroegd vrijgegeven artikel in het wetenschapsblad Science.

De onderzoekers onder leiding van Felix Fischer van het Lawrence Berkeley National Laboratory gebruikten een zogeheten Atomic Force Microscoop (krachtmicroscoop) om de veranderingen in oligo-fenyleen-, 1,2-ethynyleen, een molecuul bestaande uit 26 koolstofatomen, te volgen. De microscoop tast met een ragfijn naaldje het oppervlak af, waardoor de individuele atomen in een molecuul en de bindingen ertussen zichtbaar worden. De onderzoekers brachten hun molecuul op een vlakke ondergrond van zuiver zilver, waarna zij het verhitten om de chemische reactie in gang te zetten.

Zo’n thermische omzetting kan in principe tientallen verschillende producten opleveren, maar de onderzoekers zagen er tot hun verbazing slechts twee die „niet het meest voor de hand lagen”. De bindingen van het uitgangsmolecuul klapten op verschillende plaatsen open en vormden nieuwe stabiele molecuulstructuren met aromatische ringen. Waarschijnlijk beperkt het platte vlak waarin deze reactie moest plaatsvinden het aantal oplossingen.