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????中科院國家納米科學(xué)中心22日宣布，該中心科研人員在國際上首次“拍”到氫鍵的“照片”，實(shí)現(xiàn)了氫鍵的實(shí)空間成像，為“氫鍵的本質(zhì)”這一化學(xué)界爭論了80多年的問題提供了直觀證據(jù)。這不僅將人類對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)向前推進(jìn)了一大步，也為在分子、原子尺度上的研究提供了更精確的方法。
????這一成果發(fā)表在日前出版的《科學(xué)》雜志上，被評(píng)價(jià)為“一項(xiàng)開拓性的發(fā)現(xiàn)，真正令人驚嘆的實(shí)驗(yàn)測(cè)量”“是一項(xiàng)杰出而令人激動(dòng)的工作，具有深遠(yuǎn)的意義和價(jià)值”。
????這項(xiàng)研究是由國家納米科學(xué)中心研究員裘曉輝和副研究員程志海領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，以及中國人民大學(xué)物理系副教授季威領(lǐng)導(dǎo)的理論計(jì)算小組合作完成的。
????裘曉輝解釋說，氫鍵是自然界中最重要、存在最廣泛的分子鍵相互作用形式之一，對(duì)物質(zhì)和生命有至關(guān)重要的影響——因?yàn)闅滏I的存在，水才在常溫下呈液態(tài)，冰才能浮在水面上；也因?yàn)闅滏I的存在，DNA才會(huì)“扭”成雙螺旋結(jié)構(gòu)；很多藥物也是通過和生命體內(nèi)的生物大分子發(fā)生氫鍵相互作用而發(fā)揮效力。
????但自從諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主鮑林在1936年提出“氫鍵”這一概念后，化學(xué)家們就一直在爭論：氫鍵僅僅是一種分子間弱的靜電相互作用，還是存在有部分的電子云共享？
????裘曉輝帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)一種專門研究分子、原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的顯微鏡——非接觸原子力顯微鏡進(jìn)行了核心部件的創(chuàng)新，極大提高了這種顯微鏡的精度，終于首次直接觀察到氫鍵，為爭論提供了直觀證據(jù)。
????“利用改造之后的顯微鏡，我們可以看到頭發(fā)絲百萬分之一那么微小的結(jié)構(gòu)?！濒脮暂x說，“我們團(tuán)隊(duì)的研究人員手工制作了顯微鏡的探針、自制了核心部件‘高性能qPlus型力傳感器’等，這就像給汽車換上了我們自己制造的發(fā)動(dòng)機(jī)，讓這臺(tái)儀器的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際上該領(lǐng)域的最高水平。”
????“‘看到’只是第一步，關(guān)于氫鍵的研究還有很長的路要走，比如氫鍵的‘測(cè)量’、不同分子間氫鍵的‘比較’等等。”程志海說，科研團(tuán)隊(duì)的研究還會(huì)拓展至其他關(guān)鍵化學(xué)鍵的研究，比如共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵等，以及進(jìn)一步在原子、分子尺度上實(shí)現(xiàn)不同化學(xué)鍵的比較和強(qiáng)度測(cè)量等。(記者 齊芳)
