化合物结构在原子力显微镜下无可遁形

还记得高中化学课本上那一根根小细棍画成的有机化合物吗？原本这只是科学世界里的合理想象，从没有人见过。美国科学家亲眼看见了单个碳原子和它们之间共价键的美妙图像。

美国科学家在原子力显微镜下看到的反应物结构。

合成石墨烯的反应中，反应物转化成两种常见的产物——化合物结构在原子力显微镜下无可遁形。

近日，美国劳伦斯伯克利国家实验室的Felix Fischer研究员和他的同事在合成石墨烯的实验中，成功的用非接触式原子力显微镜给这一反应前后的分子拍了回“裸照”。他们的研究成果将发表在今年6月7日出版的《科学》杂志上。

“从来没有人直接地，一次性地拍到单个分子结构的前后变化”Fischer骄傲地地说道。据悉，目前的合成石墨烯的方法要实现量产比较困难，而非接触式原子力显微镜将产物结构可视化，对整个化学领域的基础研究将有很大帮助。

Fischer和他的同事们试图合成的石墨烯，是目前世界上最薄也最坚硬的纳米材料，他的电阻率比铜和银更小，因此被期待用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。

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去年IBM瑞士分公司的研究人员采用了分辨率极高的原子力显微镜，结果获得了两种不同结构的石墨烯分子局部的高清显微图像。

同样是在原子力显微镜下，科学家曾观察到石墨烯的化学键。

化学键是存在于原子之间的一种相互作用力。原子依靠这种作用力才聚集在一起，形成分子和物体。根据这个定义我们可知，化学键的本质是一种力，而力是看不见、摸不着的一种东西。那么，显微镜是如何能“看见”这种力呢？原来，原子力显微镜就探测看不见的力并把它转换为图像的本领，就像一些紫外线显微镜能探测到我们人眼看不到的紫外线一样。

有关专家表示，石墨烯化学键显微图像有利于科学家制造更好的石墨烯装置，比如微型芯片。在此之前，研究人员用原子力显微镜拍摄了单个分子的图像，令科学界大为振奋。而化学键图像的成功拍摄，则是科学家对微观物质世界在原子尺寸上的直观认识，将推动纳米科学和物理化学的进一步发展。

以下为我司原子力显微镜采用轻敲模式，测得石墨烯样品形貌。

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