每日速遞：科學家首次改變單分子內原子鍵

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在掃描探針顯微鏡尖端施加電壓脈沖，可以選擇性地、可逆地將中間的分子結構轉變為右側或左側的結構。 圖片來源：里奧·格羅斯/IBM

研究人員指出，目前制造復雜分子或分子裝置的方法通常相當具有挑戰性，就好比將一盒樂高玩具扔進洗衣機，并希望在其之間建立一些有用的聯系。但在最新研究中，他們使用掃描隧道顯微鏡（STM）打破了分子內的原子鍵，然后創建新鍵來定制分子，從而大大簡化了這項工作。

研究人員解釋說，他們首先將樣品材料放入掃描隧道顯微鏡內，然后再破壞特定的鍵。更具體而言，他們首先從四環化合物的核心提取四個氯原子作為起始分子，隨后將掃描隧道顯微鏡的尖端移到一個碳（C）—氯（Cl）鍵上，用電破壞原子鍵。對其他碳—氯鍵和碳—碳鍵這樣做會形成一個雙自由基，留下6個自由電子，這些自由電子可形成新鍵。

在一項創造新分子的測試中，該團隊使用自由電子（和一定量的高電壓）形成對角碳—碳鍵，從而得到了彎曲的炔烴。而在另一項測試中，他們施加一定量的低電壓，創造出了環丁二烯環。

研究團隊強調，最新研究借助IBM歐洲實驗室開發的超高精度隧道技術才得以實現，有助于科學家們更好地理解氧化還原反應，并創造出新的分子種類。