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바젤 대학(University of Basel)의 연구진은 원자 힘 현미경을 사용하여 단일 분자에서 수소 결합의 강도를 조사하는데 최초로 성공했다. 수소는 우주에서 가장 일반적인 원소이고 거의 모든 유기 화합물의 필수적인 요소이다. 거대 분자들은 수소 원자에 의해서 서로 연결된다. 이러한 상호작용은 단백질이나 핵산의 특성에 기여하고 물이 높은 끓는점을 가지게 한다. 현재까지 단일 분자 상태에서 수소와 수소 결합을 분석하는데 분광 분석 또는 전자 현미경 분석을 사용한 적이 없었다. 이번 연구진은 고해상도 원자 힘 현미경을 사용해서 고리형 탄화수소 화합물의 수소 원자를 조사하는데 성공했다. 프로펠레인(propellane)은 두 개의 수소 원자들이 항상 위로 향하는 방식으로 배열된다. 원자 힘 현미경 팁을 수소 원자에 충분히 근접시킴으로써 수소 결합을 조사할 수 있었다. 수소 결합은 화학 결합보다 훨씬 약하지만 분자간 반데르발스 상호작용보다 강하다. 원자힘 현미경의 팁으로 측정된 힘과 거리는 이전에 예측된 계산 결과와 매우 일치했다. 이 연구결과는 매우 약한 반데르발스 힘과 이온 결합을 배제할 수 있다는 것을 보여주었다. 또한 이 연구는 핵산 또는 고분자와 같은 3차원 분자를 분석할 수 있는 새로운 길을 열었다. 이 연구결과는 저널 Science Advances에 ldquo;Direct quantitative measurement of the C=O···H-C bond by atomic force microscopy rdquo; 라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1126/sciadv.1603258). |
