中国科学家首次“看见”氢键

中新网北京11月22日电 (记者 马海燕)中国科学家利用原子力显微镜技术在实空间观测到分子间氢键和配位键的相互作用，在国际上首次实现了对分子间局域作用的直接成像。中国学者首次“看见”氢键引起国际同行高度关注。

这项研究由国家纳米科学中心研究员裘晓辉、副研究员程志海领导的纳米表征与测量研究团队和中国人民大学物理系副教授季威领导的理论计算小组合作完成。《科学》杂志11月1日发表了这一最新研究成果，并在同期以《看见氢键》为题加以评述。随后，多家国际学术期刊纷纷加以报道。

裘晓辉22日在京对记者解释这项实验的意义在于，人类对微观物质世界的研究和探索依赖于先进的纳米表征与测量技术，扫描探针显微分析技术，尤其是扫描隧道显微术和原子力显微术赋予了科研人员在实空间看见原子和分子的能力，逐渐成为在原子和分子尺度对材料结构和性质研究的一种关键实验方法。

氢键是自然界中最重要、存在最广泛的分子间相互作用形式之一，对物质的性质有至关重要的影响。例如，氢键作用使得水能够在常温下以液态存在、冰能够浮在水面上、DNA双螺旋结构的遗传基因配对编码、蛋白质分子的二级结构等。

裘晓辉和他的团队利用高分辨的原子力显微镜第一次看到氢键，实现了氢键的直接观察。此前，对氢键特性的研究主要借助于X射线衍射、拉曼光谱、中子衍射等技术进行间接分析，从来没有真正看到过氢键。

国家纳米科学中心主任刘鸣华说，中国的研究人员能够在国际上首次实现氢键的实空间成像，离不开科研人员在科研仪器与技术方面的艰苦努力。该研究团队通过数年来对现有仪器设备的不断优化，特别是独立自主地自制原子力显微镜的核心部件“高性能qPlus型力传感器”，使得该仪器的关键技术指标达到该领域的最好水平。该项研究方法开辟了一条崭新的实验途径，预期在分子间相互作用的机理研究领域有广阔应用前景。(完)