中國科大在單分子精密測量中取得重要進(jìn)展
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)單分子科學(xué)團(tuán)隊(duì)侯建國院士、王兵教授、譚世倞教授等發(fā)展了多種掃描探針顯微成像聯(lián)用技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對單分子在電、力、光等外場作用下不同內(nèi)稟參量響應(yīng)的精密測量,在單化學(xué)鍵精度上實(shí)現(xiàn)了單分子多重特異性的綜合表征,這一研究成果于近期發(fā)表在《科學(xué)》雜志上(Science 2021, 371, 818–822)。 精確測定分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)、識別其化學(xué)物種一直是表面科學(xué)的核心問題。即使在單個分子層次上,分子結(jié)構(gòu)、電子態(tài)及其激發(fā)態(tài)、化學(xué)鍵振動、反應(yīng)動力學(xué)行為等多維度的內(nèi)稟屬性均表現(xiàn)出顯著的特異性。針對分子多維度內(nèi)稟參量的精密測量是全局性和綜合性理解分子特異性的基礎(chǔ),但始終是一個極具挑戰(zhàn)性的前沿問題。在過去的40多年里,掃描隧道顯微術(shù)(STM)及其衍生出的多種高分辨的顯微成像技術(shù),如q-Plus原子力顯微術(shù)(AFM),已經(jīng)獲得1埃量級的空間分辨能力。但是,這些顯微技術(shù)缺乏化學(xué)識別能力。直到2013年,中國科大單分子科學(xué)團(tuán)隊(duì)利用針尖增強(qiáng)拉曼成像技術(shù)(TERS),首次實(shí)現(xiàn)了亞納米級的化學(xué)識別(Nature 2013, 498, 82),并于2019年將該技術(shù)的空間分辨推進(jìn)至1.5埃(Nat. Sci. Rev. 2019, 6, 1169),為進(jìn)一步拓展針對分子特異性的全局表征研究打下了基礎(chǔ)。 |