원자 수준에서 화학 바카라 족보을 성공적으로 시각화했습니다

독립 행정 기관, 바카라 커뮤니티 [Nomaguchi ARI의 회장] (이하 "AIST")Nanotube 응용 연구 센터[연구 센터 이사 IIJIMA SUMIO] 탄소 측정 및 평가 팀 [연구 팀 디렉터 Suenaga Kazuchi] Koshino Masashi 연구원, Okazaki Toshiya 수석 조사관 및 Kataura Hiromichi, 자체 조직화 된 전기 공학 그룹, Nanotechnology 연구 책임자 인 Nanotechi on the the the the the the the the the the the the the the the the the the the the the the the the the the the the the the the the the the the in a the the the the the the the hiromichi 일본 과학 기술 기관 (이하 "JST")에서 도쿄 대학 과학 대학원 화학학과 Nakamura Eiichi 교수Fullerene분자이량 체화우리는 원자 수준에서 바카라 족보의 바카라 족보성과 선택성을 성공적으로 분석했습니다

이번에는 단일 레이어Carbon Nanotube내부에 풀러렌 분자를 함유하고 밀도, 온도, 금속 원자의 영향, 에너지 등을 변화시켜 바카라 족보성을 최적화합니다수차 보정 메커니즘가 장착 된 전자 현미경을 사용하여 고해상도 관찰 기술을 사용하여 바카라 족보이 성공적으로 시각화되었다 각 분자의 배향이 바카라 족보에 직접적인 영향을 미친다는 것이 밝혀졌다 이 나노 기술 분석 기술은 미래에 적용되어 다양한 바카라 족보 메커니즘을 설명하고 신약 개발과 같은 분자 설계에 광범위하게 적용 할 것으로 예상됩니다

또한, 이러한 연구 결과는 "분자 및 원자 수준에서의 소프트 물질을 관찰 할 수있는 저속한 고감도 전자 현미경의 개발"(Principal Investigator : Research Team의 책임자 인 Suenaga Kazutomo, 연구 팀 Erato-Type Research "(Nakamura Carbon-restor)"(Research Emercite Carbon-Carbler-restor) "(Research Emercite)의 연구 주제를 통해 얻어졌다 Nakamura Eiichi)와 프로젝트의 Team-Type Research (CREST) "새로운 측정 및 분석 기반 기술은 재료 현상의 지우기 및 적용에 기여합니다"(연구 장군 : Tanaka Michiyoshi, Tohoku University 교수) 연구 결과에 대한 자세한 내용은 2010 년 1 월 11 일 오전 3시에 British Journal of Science (일본 시간)를 참조하십시오자연 화학의 온라인 Breaking Edition에 게시되었습니다

C60Fullerene의 모델 다이어그램 두 분자가 함께 붙어 있으면 펜타곤이나 육각형의 정점이나 쪽이 함께 붙어 있을까요?

화학 바카라 족보은 호흡 및 소화와 같은 생명 활동에 필수적인 친숙한 것들에서 화학 합성 및 에너지 전환과 같은 현대 산업을 지원하는 사람들에 이르기까지 다양합니다 이론은 분자의 어느 부분이 바카라 족보 할 가능성이 가장 높은지 어느 정도 예측할 수 있지만, 실제 화학 바카라 족보은 예측하기가 매우 어렵다 한 가지 예는 많은 다른 화학 바카라 족보이 동시에 발생하고 다양한 생성물이 얻어지는 풀러렌 분자의 융합 바카라 족보이다 실험적으로 조사하려고 할 때에도 종래의 화학적 분석 방법은 다수의 분자의 평균 거동을 분석하므로 다양한 제품이 혼합 된 바카라 족보에서 그다지 효과적이지 않았다 대조적으로, 새로운 나노 기술 분석 기술을 사용하여 개별 분자의 거동을 하나씩 분석하여 바카라 족보을 명확하게하는 것으로 여겨진다 특히, 화학 바카라 족보의 중간에서 원자 정보를 얻을 수 있다면, 이전에 알려지지 않은 다양한 것들이 밝혀 질 것으로 예상되며, 그러한 새로운 분석 기술의 개발이 기다리고있다

유기 분자는 탄소와 같은 가벼운 원소로 만들어집니다 지금까지, 원자 수준에서 그러한 빛 분자의 움직임을 관찰하는 것은 매우 어려웠다 그러나, 최근 몇 년 동안, 하나의 작은 유기 분자를 나노 미터 규모의 내부 공간을 갖는 탄소 나노 튜브에 한정하여 분자 운동을 관찰 할 수 있으며, 분자 수준의 행동 분석에 적용될 수있다 다음 목표 중 하나는 원자 수준에서 바카라 족보하는 각 분자를 시각화하는 것입니다 이것은 다른 분석 방법으로 얻을 수없는 지식을 제공하고 원자 수준에서의 바카라 족보을 이해하고 바카라 족보 메커니즘을 명확하게하기 위해 기여할 것으로 예상된다

이번에는 탄소 나노 튜브에 갇힌 풀러렌 분자가 있습니다낮은 가속 전압, 수차 보정 메커니즘과 같은 전자 현미경 기술 및빠른 푸리에 변환를 사용하여 이미지 처리 기술을 결합함으로써, 우리는 원자 수준에서 바카라 족보 과정을 관찰하는 데 성공했습니다 또한, 전자 현미경 기술의 개발로 인해 매우 저온 (269도) 및 낮은 가속 전압 (80kV)과 같은 다양한 환경에서 고해상도를 관찰 할 수있어 분자 거동 및 화학적 바카라 족보을 제어 할 수 있습니다

이량 체화 바카라 족보은 2 개의 풀러렌 분자가 전자 빔으로 조사 될 때 발생하는 것으로 알려져있다 이 연구에서, 풀러렌 분자 (직경 07 내지 08 nm)는 탄소 나노 튜브 (약 12 내지 15 nm)에 한정되었고, 풀러렌 분자의 이량 체화 바카라 족보은 압축 보정 메카니즘으로 장착 된 전자 현미경을 사용하여 원자 수준에서 관찰되었다

C도 1₆₀풀러렌 분자의 전자 현미경 이미지는 투명한 이미지이므로 워터 마크처럼 보입니다 해상도가 증가하고 외관이 더 좋아지면, 탄소 나노 튜브 자체의 줄무늬는 C₆₀이것은 풀러렌 분자 자체의 패턴과 겹치는 것처럼 보이며 구조적 분석을 방해합니다 이 이미지에 수학적 처리 (예 : 빠른 푸리에 변환)를 적용함으로써 튜브의 줄무늬 만 지우고 c₆₀Fullerene 분자 패턴 만 나타나서 원자 수준에서 관찰 할 수 있습니다 또한 C₆₀Fullerene 분자 위와 아래의 두 줄은 탄소 나노 튜브의 벽입니다

그림 1 C 탄소 나노 튜브 내부에 갇힌60풀러렌 분자의 전자 미세한 이미지 (상단)와 나노 튜브의 줄무늬가 지워진 이미지 (아래)

C는 전자 빔과의 조사 및 이량 체화 바카라 족보에 의해 융합된다₆₀풀러렌 분자의 변화의 전자 현미경 이미지가 그림에 나와 있습니다 동일한 분자가 왼쪽에서 오른쪽으로 전자 빔으로 조사 될 때, 이량 체화 바카라 족보이 진행됩니다 각 이미지 A의 대비 (빛과 어둠)를 강조하는 이미지 B에서 분자 내부의 패턴이 나타납니다 하단 행의 각 이미지 C는 바카라 족보 중에 분자가 서로 마주하는 방식을 보여주는 모델 다이어그램입니다

그림 2 (a) 이량 체화 진행 및 전자 빔 조사로 인해 융합이 발생60Fullerene 분자의 변화를 캡처하는 전자 현상 이미지 전자 빔 조사의 양은 왼쪽에서 오른쪽으로 증가하고 화학 바카라 족보이 진행됩니다 (b) 분자의 대비 (밝고 어두운)를 강조하는 이미지 (c) 분자 모델 구조

전자 빔으로 조사 할 때 분자가 처음 붙어서 표면이 형성되는 표면, c₆₀바카라 족보 동안 정보를 얻을 수있는 분석적 방법은 없으며, 그것이 풀러렌 분자의 오각형 또는 육각형 부분인지, 또는 정점에서의 탄소 원자인지와 같은 분석 방법이 없었다 실제 현미경 이미지의 컴퓨터 시뮬레이션 (그림 2A 왼쪽 다이어그램)과 전자 현미경 이미지의 비교는 이량 체화 바카라 족보의 초기 단계에서 여러 결합 모드가 예측된다는 것을 보여줍니다 많은 가능한 구조의 경우, [2+2]사이클리 화 융합의 모델 구조가 발견되었습니다 실험 이미지를 잘 설명 할 수 있습니다 이 구조는 왼쪽에있는 분자의 국방부와 육각형 사이의 측면이 오른쪽에있는 분자의 육각형과 육각형 사이의 측면이 고리 형 결합을 형성하는 구조를 갖는다

C₆₀풀러렌 분자가 융합되는 땅콩 구조가 관찰되었다 (도 2a, 왼쪽에서 두 번째) 이 구조에 대해 5 개의 서로 다른 모델 구조가 예측되었지만 분자에 나타난 대비 (밝고 어두운 패턴)를 통해 모델 구조 중 하나로 좁힐 수있었습니다 (그림 2C, 왼쪽에서 두 번째)

전자와 추가로 조사 될 때, 땅콩 모양의 분자는 튜브 형 모양으로 바뀌었다 (도 2A, 오른쪽에서 두 번째) 튜브는 랩핑되는 방식으로부터 금속성 또는 반도체 특성을 나타내는 것으로 알려져있다 (메쉬 패턴) 튜브의 관찰 된 대비는 그것이 금속 특성을 나타내는 지그재그 형 튜브임을 보여 주었다 결국, 땅콩 모양은 처음에 생성 된 땅콩 모양 (그림 2A, 가장 오른쪽)보다 약간 크지 만 이미지의 대비는 모델 구조에서 예상되는 시뮬레이션 이미지의 대비와 잘 일치했습니다

이렇게, C₆₀2 분자의 전자 현미경 이미지는 Fullerene 분자의 이량 체화 바카라 족보이 진행됨에 따라 분자가 어떻게 상호 작용하는지 및 결합 재구성이 어떻게 발생하는지를 나타냅니다

이 외에도, 우리는 탄소 나노 튜브, 온도, 금속 원자의 존재 또는 부재 및 바카라 족보에 사용 된 에너지의 크기와 같은 화학 바카라 족보에 대한 다양한 외부 요인의 영향을 면밀히 조사함으로써 다양한 실험 조건 하에서 원자 수준에서 화학 바카라 족보을 시각화 할 수 있음을 보여 주었다

원자 수준에서 화학 바카라 족보을 관찰하고 온도, 농도, 분자의 배향, 금속 원자의 존재 및 제공된 에너지와 같은 실험 환경을 조정함으로써, 각 분자의 바카라 족보을 제어하고 분석 할 수있게되었다 이 기술을 향후 유기 분자 및 생체 분자에 적용함으로써, 생명의 열쇠, 분자 상호 작용의 역동적 인 분석, 구조적 화학에 기초한 분자 설계, 신약의 발달과 같은 분자 설계의 바카라 족보 메커니즘을 설명하는 것을 포함하여 광범위한 분야에서 발전 할 것으로 예상됩니다

m Koshino, Y Niimi, E Nakamura, H Kataura, T Okazaki, K Suenaga, S IIJima:“원자 수준에서 풀러렌 이량 체화 바카라 족보의 바카라 족보성 및 선택성 분석” (풀러렌 분자의 이량 체화 바카라 족보에서 바카라 족보성 및 선택성의 원자 수준 분석),자연 화학, 고급 온라인 출판물(2010)http : //dxdoiorg/101038/nchem482

◆ Fullerene

Fullerene (Fullerene)는 많은 탄소 원자로 구성된 클러스터의 일반적인 용어입니다 1985 년에 처음으로 발견 된 C₆₀Fullerene입니다 조금 큰 C₈₂와 같은 Fullerenes 큰 금속을 내부에 포함시킬 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 이량 체화

이량 체 또는 이량 체 (Dimer)는 물리적 또는 화학력에 의해 2 개의 상 동성 분자 또는 서브 유닛 (단량체)이 통합되는 분자 또는 어셈블리를 지칭한다 제형 이량 체는 주로 생화학에서 화학 및 이량 체화에서 이량 체화로 지칭된다[참조로 돌아 가기]

◆ Carbon Nanotube

탄소로 만든 6 원 링 네트워크 시트가 단일 층 또는 다층 원통형 인 재료 단일 계층 탄소 나노 튜브의 직경은 약 1-2 nm이며 다양한 물질을 내부 공간에 포함시킬 수 있습니다 특히 튜브의 내부가 변속기 전자 현미경에서 그림자 그림 인 것처럼 보이기 때문에 시험관의 역할을 수행하는 것으로 나타났습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 수차 보정 메커니즘

수차는 물체가 왜곡되거나 흐릿하게 나타나는 원인이며, 수차 보정 메커니즘은이를 수정하는 장치입니다 안경 렌즈 등은 볼록 렌즈의 표면에 추가되어 수차를 줄여 수차를 줄여 더 눈에 띄게 만듭니다 전자 현미경 렌즈는 자기장을 사용하여 전자를 구부리는 자기장 렌즈를 사용하기 때문에 오목한 유리 렌즈와 동등한 것을 생산할 수 없었습니다 그러나, 컴퓨터 개발 및 계산 방법에 대한 최근의 연구는 전자 현미경에서 자기장 렌즈의 수차를 교정하기위한 메커니즘의 개발로 이어졌다 수차 보정은 전자 현미경의 대물 렌즈에서 흐릿한 원인을 교정하고 해상도를 향상시킬 수있는 새로운 기술입니다[참조로 돌아 가기]

◆ 낮은 가속 전압

전자 현미경에서 전자를 가속화하고 샘플을 조사하는 데 사용되는 전압을 가속 전압이라고합니다 가속 전압이 낮 으면 에너지가 감소하고 원자 바운스 현상과 같은 샘플 손상을 줄이는 효과가 있습니다 그러나, 가속 전압이 낮 으면 전자 파장이 더 길어서 해상도 (작은 것을 식별하는 능력)가 낮다는 것을 의미합니다 최근에, 위에서 설명한 수차 보정 메커니즘과 결합함으로써, 고해상도를 유지하면서 저에너지 전자를 관찰 할 수있게되었다[참조로 돌아 가기]

◆ 빠른 푸리에 변환

컴퓨터에서 고속으로 푸리에 변환을 계산하는 방법 푸리에 변환은 디지털 이미지 처리의 작업으로, 2 차원 이미지 정보의 "위치"의 함수로서 "파수"의 함수로서 회절 패턴으로 변환하는 조작이다 이를 통해 고정 기간을 갖는 나노 튜브의 메쉬 패턴과 같은 파도는 제거 될 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 사이클링 응축

두 분자가 결합 할 때 주기적 결합을 형성하는 화학 바카라 족보 기음₆₀Fullerenes가 이량 체화되면, 6 원 링과 6 원 링 사이의 가장자리에 주기적 결합이 형성되고, 5 원 링과 6 원 링 사이의 모서리, 총 4 개의 다른 순환 퓨즈 구조가 생성됩니다[참조로 돌아 가기]