ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו ממומן על ידי ה-R המפתח הלאומית & D תוכנית תחת גרנט מס 2016YFA0300901 2016YFA0300903, 2017YFA0205003, הלאומי מדעי הטבע קרן של סין תחת גרנט מס 11634001, 11290162/A040106. Y.J. מאשר תמיכה על ידי קרן המדע הלאומית עבור חוקרים צעירים מכובד של צ'נג קונג צעיר מלומד תוכנית. ג'יי ג'י מאשר תמיכה פוסט-דוקטורט מהתוכנית הלאומית כשרונות חדשני.

<ol><li>Thiel, P. A., Madey, T. E. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/016757298790001X">The interaction of water with solid surfaces: Fundamental aspects.</a> Surf. Sci. Rep. 7 (6-8), 211-385 (1987).</li>
<li>Henderson, M. A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167572901000206">The interaction of water with solid surfaces: fundamental aspects revisited.</a> Surf. Sci. Rep. 46 (1-8), 1-308 (2002).</li>
<li>Hodgson, A., Haq, S. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167572909000405">Water adsorption and the wetting of metal surfaces.</a> Surf. Sci. Rep. 64 (9), 381-451 (2009).</li>
<li>Brougham, D. F., Caciuffo, R., Horsewill, A. J. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/nature/journal/v397/n6716/full/397241a0.html">Coordinated proton tunnelling in a cyclic network of four hydrogen bonds in the solid state.</a> Nature. 397 (6716), 241-243 (1999).</li>
<li>Andreani, C., Colognesi, D., Mayers, J., Reiter, G. F., Senesi, R. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00018730500403136">Measurement of momentum distribution of light atoms and molecules in condensed matter systems using inelastic neutron scattering.</a> Adv. Phys. 54 (5), 377-469 (2005).</li>
<li>Shen, Y. R., Ostroverkhov, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sum-frequency+vibrational+spectroscopy+on+water+interfaces%3A+Polar+orientation+of+water+molecules+at+interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Sum-frequency vibrational spectroscopy on water interfaces: Polar orientation of water molecules at interfaces.</a> Chem. Rev. 106 (4), 1140-1154 (2006).</li>
<li>Soper, A. K., Benmore, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantum+differences+between+heavy+and+light+water%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Quantum differences between heavy and light water.</a> Phys. Rev. Lett. 101 (6), 065502(2008).</li>
<li>Kimmel, G. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polarization-+and+azimuth-resolved+infrared+spectroscopy+of+water+on+TiO2%28110%29%3A+Anisotropy+and+the+hydrogen-bonding+network%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+Lett%22%5BJournal%5D)">Polarization- and azimuth-resolved infrared spectroscopy of water on TiO2(110): Anisotropy and the hydrogen-bonding network.</a> J. Phys. Chem. Lett. 3 (6), 778-784 (2012).</li>
<li>Eigler, D. M., Schweizer, E. K. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/344524a0">Positioning single atoms with as a scanning tunneling microscope.</a> Nature. 344 (6266), 524-526 (1990).</li>
<li>Stroscio, J. A., Eigler, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+and+molecular+manipulation+with+the+scanning+tunneling+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Atomic and molecular manipulation with the scanning tunneling microscope.</a> Science. 254 (5036), 1319-1326 (1991).</li>
<li>Stipe, B. C., Rezaei, M. A., Ho, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-molecule+vibrational+spectroscopy+and+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Single-molecule vibrational spectroscopy and microscopy.</a> Science. 280 (5370), 1732-1735 (1998).</li>
<li>Ho, W. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1521153">Single-molecule chemistry.</a> J. Chem. Phys. 117 (24), 11033-11061 (2002).</li>
<li>Repp, J., Meyer, G., Stojkovic, S. M., Gourdon, A., Joachim, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecules+on+insulating+films%3A+Scanning-tunneling+microscopy+imaging+of+individual+molecular+orbitals%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Molecules on insulating films: Scanning-tunneling microscopy imaging of individual molecular orbitals.</a> Phys. Rev. Lett. 94 (2), 026803(2005).</li>
<li>Weiss, C., Wagner, C., Temirov, R., Tautz, F. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+imaging+of+intermolecular+bonds+in+scanning+tunneling+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Direct imaging of intermolecular bonds in scanning tunneling microscopy.</a> J. Am. Chem. Soc. 132 (34), 11864-11865 (2010).</li>
<li>Verdaguer, A., Sacha, G. M., Bluhm, H., Salmeron, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+structure+of+water+at+interfaces%3A+Wetting+at+the+nanometer+scale%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Molecular structure of water at interfaces: Wetting at the nanometer scale.</a> Chem. Rev. 106 (4), 1478-1510 (2006).</li>
<li>Michaelides, A., Morgenstern, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ice+nanoclusters+at+hydrophobic+metal+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Ice nanoclusters at hydrophobic metal surfaces.</a> Nat. Mater. 6 (8), 597-601 (2007).</li>
<li>Feibelman, P. J. <a target="_blank" href="http://physicstoday.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.3326987?journalCode=pto">The first wetting layer on a solid.</a> Phys. Today. 63 (2), 34-39 (2010).</li>
<li>Carrasco, J., Hodgson, A., Michaelides, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+molecular+perspective+of+water+at+metal+interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">A molecular perspective of water at metal interfaces.</a> Nat. Mater. 11 (8), 667-674 (2012).</li>
<li>Kumagai, T. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079681615000180">Direct observation and control of hydrogen-bond dynamics using low-temperature scanning tunneling microscopy.</a> Prog. Surf. Sci. 90 (3), 239-291 (2015).</li>
<li>Maier, S., Salmeron, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+does+water+wet+a+surface%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">How does water wet a surface.</a> Acc. Chem. Res. 48 (10), 2783-2790 (2015).</li>
<li>JoVE Science Education Database. <a target="_blank" href="https://www.jove.com/science-education/5639/degassing-liquids-with-freeze-pump-thaw-cycling">. Essentials of Organic Chemistry. Degassing Liquids with Freeze-Pump-Thaw Cycling.</a> JoVE. , Cambridge, MA. (2017).</li>
<li>Guo, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-space+imaging+of+interfacial+water+with+submolecular+resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Real-space imaging of interfacial water with submolecular resolution.</a> Nat. Mater. 13 (2), 184-189 (2014).</li>
<li>Guo, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nuclear+quantum+effects+of+hydrogen+bonds+probed+by+tip-enhanced+inelastic+electron+tunneling%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Nuclear quantum effects of hydrogen bonds probed by tip-enhanced inelastic electron tunneling.</a> Science. 352 (6283), 321-325 (2016).</li>
<li>Meng, X., et al. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/nphys3225">Direct visualization of concerted proton tunnelling in a water nanocluster.</a> Nat. Phys. 11 (3), 235-239 (2015).</li>
<li>Thuermer, K., Nie, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+hexagonal+and+cubic+ice+during+low-temperature+growth%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Formation of hexagonal and cubic ice during low-temperature growth.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 110 (29), 11757-11762 (2013).</li>
<li>Shiotari, A., Sugimoto, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrahigh-resolution+imaging+of+water+networks+by+atomic+force+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Ultrahigh-resolution imaging of water networks by atomic force microscopy.</a> Nat. Commun. 8, (2017).</li>
<li>Terada, Y., Yoshida, S., Takeuchi, O., Shigekawa, H. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/nphoton.2010.235">Real-space imaging of transient carrier dynamics by nanoscale pump-probe microscopy.</a> Nat. Photonics. 4 (12), 869-874 (2010).</li>
<li>Yoshida, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probing+ultrafast+spin+dynamics+with+optical+pump-probe+scanning+tunnelling+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Probing ultrafast spin dynamics with optical pump-probe scanning tunnelling microscopy.</a> Nat. Nanotechnol. 9 (8), 588-593 (2014).</li>
<li>Mamin, H. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscale+nuclear+magnetic+resonance+with+a+nitrogen-vacancy+spin+sensor%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Nanoscale nuclear magnetic resonance with a nitrogen-vacancy spin sensor.</a> Science. 339 (6119), 557-560 (2013).</li>
<li>Staudacher, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nuclear+magnetic+resonance+spectroscopy+on+a+%285-nanometer%293+sample+volume%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Nuclear magnetic resonance spectroscopy on a (5-nanometer)3 sample volume.</a> Science. 339 (6119), 561-563 (2013).</li>
<li>Aslam, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscale+nuclear+magnetic+resonance+with+chemical+resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Nanoscale nuclear magnetic resonance with chemical resolution.</a> Science. 357 (6346), 67-71 (2017).</li>
</ol>

לעורכים יש דבר לחשוף.

כדי לחקור את המבנה הפנימי, דינמיקה ו ספקטרוסקופיה הרטט של מולקולות המים הספוחה על משטחים מוצקים, תשומת לב מיוחדת דרגות החופש של מימן, כמה צעדים ניסיוני בעלות חשיבות מכרעת, אשר יהיה דנו בפיסקאות הבאות.
ההדמיה מסלולית של מולקולות המים מושגת המבוסס על שני שלבים מרכזיים. ראשית, הסרטים NaCl בידוד הזיווג שבין המים אלקטרונית מ המצע Au, שנית אורביטל gating אפקט של קצה STM באמצעות צימוד עצה-מים. לגדול bilayer NaCl סרטים על המצע Au(111), הטמפרטורה של המצע Au(111) צריך להישאר בסביבות 290 ק כאשר הטמפרטורה...

האינטראקציות של מים עם המשטחים של חומרים מוצקים מעורבים בתהליכי התגובה משטח שונים, כגון זרז הטרוגנית, photoconversion, אלקטרוכימיה, קורוזיה בויסות. ואח 1 , 2 , 3 באופן כללי, לחקור מים פנים, ספקטרוסקופיות ואת עקיפה הטכניקות משמשות, אינפרא אדום ו ספקטרוסקופיית ראמאן, סכום בתדר דור (שרפ"ג), רנטגן עקיפה (XRD), תהודה מגנטית גרעינית (NMR), נייטרון מפזרים4,5,6,7,8. עם זאת, שיטות אלה סובלים המגבלה של רזולוציה מרחבית, הרחבת ספקטרלי ממוצע של אפקטים.
ה-STM היא טכניקה מבטיח כדי להתגבר על מגבלות אלו, אשר משלבת את תת-Ångström רזולוציה מרחבית, מניפולציה אטומי, ואת הרגישות הרטט יחיד-בונד9,10,11,12 , 13 , 14. מאז תחילת המאה הזאת, STM בהרחבה הוחל לחקור את המבנה ואת הדינמיקה של מים על משטחים מוצקים3,15,16,17, 18,19,20. בנוסף, ספקטרוסקופיה הרטט המבוסס על ה-STM יכול להיות המתקבל נגזרת שנייה. מוליכות מינהור דיפרנציאלית (d2אני / dV2), המכונה גם ששינוי אלקטרון (ממסג) ספקטרוסקופית מנהור. עם זאת, פענוח המבנה הפנימי, קרי H-הקשר כיוון, ורכישת אמין הרטט ספקטרוסקופיה של מים הם עדיין מאתגר. הקושי העיקרי טמון בכך מים הוא מולקולה קרוב מעטפת, אורביטלי הגבול אשר רחוקים מן EF, ולכן האלקטרונים מהקצה ה-STM בקושי יכול מנהרה לתוך ארצות תהודה מולקולרית של מים, שמוביל יחס אות לרעש המסכן הדמיה מולקולרית ו ספקטרוסקופיה הרטט.
מים הספוחה בסרטים הנתמכות על-ידי Au NaCl(001) מספק מערכת אידיאלית עבור חקירה אטומי בקנה מידה של STM עם המסתיימת ב Cl-טיפ (איור 1), אשר מתבצע ב- 5 K בסביבה (UHV) על קוליים-ואקום עם לחץ הבסיס יותר טוב 8 × 10-11 mbar. מצד אחד, הזיווג הסרטים NaCl בידוד שבין מולקולות המים אלקטרונית מ המצע Au אז המסלולים הגבול מקורית של המים נשמרים והאריך אורך החיים של האלקטרונים המתגוררים המדינה תהודה מולקולרית. מצד שני, הקצה ה-STM ביעילות יכול לכוון את הגבול אורביטל של מים לכיוון EF באמצעות טיפ-מים, מצמד, במיוחד כאשר הטיפ הוא functionalized עם אטום Cl. השלבים מפתח מאפשרות דימות ברזולוציה מסלולית וספקטרוסקופיה הרטט של מים מונומרים ואשכולות. בנוסף, מולקולות המים יכול להיות מניפולציות בצורה מבוקרת היטב, בשל האינטראקציה אלקטרוסטטית חזק בין טעונים שלילית Cl-טיפ מים.
בדו ח זה, ההליכים הכנה של המדגם, הטיפ המסתיימת Cl לחקירה STM מתוארים בפירוט בסעיף 1 ו- 2, בהתאמה. בסעיף 3, נתאר את מסלולית הדמיה טכניקה, שבו נפתרות O-H. הכיוון של מונומר מים, tetramer. נותנת טיפ משופרת מוצג בסעיף 4, אשר מאפשר זיהוי הלטראלית של מולקולות מים-יחיד-בונד מגבלת ונחישות של כוח שטני של H עם רמת דיוק גבוהה של משמרת אדום ב מתיחה חמצן-מימן תדירות של מים. בסעיף 5, אנחנו מראים איך tetramer המים יכול להיות נבנה החליף על ידי מניפולציה עצה מבוקרת. בהתבסס על הדמיה מסלולית, ספקטרוסקופיה, טכניקות מניפולציה, ניתן לבצע החלפת איזוטרופי ניסויים כדי לחקור את הטבע קוונטית של פרוטונים במים פנים, כגון מינהור קוונטי ותנועה נקודת אפס.

<table><tbody><tr><td>Au(111) גביש יחיד</td><td>MaTeck</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Sigma Aldrich</td><td>450006</td><td></td></tr><tr><td>מים, דאוטריום מדולל&nbsp;</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>195294</td><td></td></tr><tr><td>תחמוצת דאוטריום&nbsp;</td><td>Sigma Aldrich</td><td>364312</td><td></td></tr><tr><td>מתאמי זכוכית-UHV אטומים</td> מוצרי <td>ואקום MDC</td><td>46300</td><td></td></tr><tr><td>שסתום אטום דיאפרגמה</td><td>כל</td><td>שסתום אטום מפוח NA</td><td></td></tr><tr><td></td><td>כל</td><td></td> שסתום דליפת NA <td></td></tr><tr><td></td><td>קורט ג'יי לסקר&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ מנהור סריקת</td><td>NA בקר אלקטרוני CreaTec</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>.</td><td>ננוניס&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>חוט טונגסטן</td> NA <td>בכל</td><td></td><td>קוטר: 0.3 מ"מ; טוהר: 99.95%</td></tr></tbody></table>

חיטוט את המבנה ואת הדינמיקה של מים פנים עם סריקה מיקרוסקופ מינהור וספקטרוסקופיה

Probing the Structure and Dynamics of Interfacial Water with Scanning Tunneling Microscopy and Spectroscopy

מים/מוצק ממשקים הם בכל מקום, תפקיד מפתח בתהליכים טכנולוגיים, biophysical סביבתיים רבים. פענוח המבנה הפנימי, בודק את הדינמיקה קשר מימן (H-בונד) של מולקולות מים הספוחה על משטחים מוצקים הן בעיות היסוד למדע מים, אשר נשאר אתגר גדול בשל האור המסה של גודל קטן של מימן. מיקרוסקופ מנהור סורק הוא כלי מבטיח לתקוף את הבעיות האלה, בזכות יכולותיו של רזולוציה מרחבית sub-Ångström, רגישות הרטט יחיד-בונד מניפולציה אטומי/מולקולרי. מערכת ניסויית מעוצב מורכב טיפ המסתיימת בקלרנית ו מדגם מפוברק על ידי מינון מים מולקולות בחיי עיר אל האיחוד האפריקני (111)-תמיכה NaCl(001) משטחים. הסרטים NaCl בידוד הזיווג אלקטרונית שבין המים מצעים מתכת, אז המסלולים הגבול הפנימי של מולקולות המים נשמרים. Cl-הטיפ מקלה על המניפולציה של מולקולות מים יחיד, וכן gating המסלולים של מים קרבתה של רמת פרמי (EF) באמצעות צימוד עצה-מים. המאמר מתאר את השיטות מפורט של הדמיה ברזולוציה submolecular, מניפולציה מולקולרית/אטומי ספקטרוסקופיה הרטט קשר יחיד של מים פנים. מחקרים אלו לפתוח מסלול חדש עבור חוקרים את המערכות בונדד H את המשקל האטומי.

איור 1 ממחיש את הסכמה של ההתקנה ניסיוני ה-STM. ראשית, המצע Au(111) מנוקה על ידי התזה חישול מחזורים בבית הבליעה UHV. הדוגמה Au(111) נקי מראה 22 × √3 המשוחזרת השטח, שבו האטומים של שכבת פני השטח לכבוש את hcp והן את אתרי ה-fcc ויוצרים מבנים אדרה (שיבוץ של איור 1b). NaCl התאדו על המצע Au(111), ויוצרים bilayer איי (איור 1b). לאחר מכן מולקולות מים במינון ע...

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לחקור את המבנה ואת הדינמיקה של מים פנים את המשקל האטומי, מבחינת דימות ברזולוציה submolecular, מניפולציה מולקולרית, ספקטרוסקופיה הרטט קשר יחיד.

Water/solid interfaces are ubiquitous and play a key role in many environmental, biophysical, and technological processes. Resolving the internal ...

המטרה הכוללת של ניסוי זה היא לחקור את המבנה והדינמיקה של מים בין-פנים בקנה מידה אטומי באמצעות הדמיה ברזולוציה תת-מולקולרית, מניפולציה מולקולרית וספקטרוסקופיה של רטט קשר יחיד. שיטה זו יכולה לעזור לענות על סוגיות בסיסיות במדעי המים כגון זיהוי קשר המימן והכיווניות של מים וחקירת דינמיקת קשרי המימן וספקטרוסקופיה רטט של מולקולות מים כפי שמוצג על משטחים מוצקים. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא ש-STM משלבת את היכולת של רזולוציה מרחבית תת-אנגסטרום, מניפולציה אטומית ורגישות רטט של קשר יחיד.מלבד מתן תובנה לגבי המבנה, הדינמיקה וההשפעות הקוונטיות הגרעיניות של מים עיליים, ניתן ליישם אותו גם על מערכת קשרי מימן מורכבת ומציאותית יותר כגון מים סגורים, עיני באק, מים רב-שכבתיים ומערכות מימן מים. כדי להתחיל, עקוב אחר פרוטוקול הטקסט הנלווה כדי לנקות את הגביש היחיד הזהב 111 באמצעות מחזורים של התזת יוני ארגון וחישול לאחר מכן. הפקידו נתרן כלורי על פני גביש הזהב ולאחר מכן העבירו אותו לשלב הסריקה של מערך STM.באמצעות טכניקות STM סטנדרטיות, בדוק את הכיסוי והגודל של עדשת העין הדו-שכבתית נתרן כלוריד 001 על מצע הזהב 111. התוצאות אמורות להיראות דומות לאלה המוצגות כאן. לאחר מכן יש לטהר מים באמצעות מחזורי הקפאה, משאבה, הפשרה כדי להסיר את כל הזיהומים שנותרו.שאבו את קו הגז ל -10 למינוס חמישה פסקל ואז הקפיאו את המים הנוזליים בחנקן נוזלי. כעת סגור את השסתום האטום של המפוח והשאיר את קו הגז בוואקום. לאחר מכן פתח את השסתום האטום של הסרעפת ותן לאדי המים למלא את קו הגז.לאחר מכן הפחיתו את טמפרטורת הדגימה לחמישה קלווין. פתח את שסתום הדליפה באיטיות כדי לגרום ללחץ של תא ה-STM הגבוה במיוחד לעלות לפעמיים 10 למינוס 10 מיליבר. לאחר מכן, פתח את התריס.מינון מולקולות המים על משטח הנתרן הכלורי הנתמך בזהב למשך דקה אחת. לאחר מכן סגור את התריס ואת שסתום הדליפה. בשלב זה, בדוק את הכיסוי של מולקולות מים על פני השטח באמצעות טכניקות STM סטנדרטיות.צפו לראות מונומרים מבודדים של מים על פני הדגימה. כדי להתחיל, יש לייצר קצה טונגסטן חרוט אלקטרוכימית, לחרוט אותו בשלוש טוחנות נתרן הידרוקסיד ולאחר מכן לנקות אותו באמצעות מים מזוקקים ואתנול כמתואר בפרוטוקול הטקסט הנלווה. לאחר מכן, החל פעימות מתח ונהלי התרסקות מבוקרים על קצה ה-STM עד שאטומי הכלור האטומי של פני הנתרן הכלורי ייפתרו.לאחר מכן מקם את קצה ה-STM מעל מרכז אחד מאטומי הכלור וקירב את הקצה החשוף למשטח הנתרן הכלורי בסמיכות לנקודת ההגדרה. לאחר מכן, החזר את הקצה לנקודת ההגדרה המקורית וסרוק את אותו אזור. בדוק שאטום כלור התחבר לקצה על ידי הדמיית הרזולוציה המשופרת ואטום הכלור החסר בתמונת STM.כדי להתחיל, הגדר את מודול הביוספקטרוסקופיה. בחר את הזרם, את המוליכות הדיפרנציאלית, את הנגזרת של ערוצי המוליכות הדיפרנציאלית. לאחר מכן התאם את זמן ההגדרה ל-50 אלפיות השנייה ואת זמן האינטגרציה ל-300 אלפיות השנייה.ספקטרוסקופיית מנהור הספקטרו וספקטרוסקופיית המנהור האלקטרו הלא אלסטית נרכשות בו זמנית באמצעות מגבר נעילה על ידי אפנון ההרמוניות הראשונה והשנייה של זרם המנהור בהתאמה. הגדל את זמן האינטגרציה וזמני הסריקות לפי הצורך כדי להשיג ספקטרום חלק. לאחר מכן כוונו את היסט ה-Z כדי לבצע את הביוספקטרוסקופיה בגבהים שונים של קצה.לאחר מכן פתח נעילה, אפסת את ההטיה ודה-מודולציה של הזרם. הגדר את תדר האפנון ככמה מאות הרץ ואת משרעת האפנון כחמישה עד שבעה מילי-וולט. לאחר הגדרת תדר האפנון, ודא שאין רעש מכני ואלקטרוני בתדר נקודת ההגדרה ובתדר ההרמוני השני המתאים.כדי להגדיר את השלב ההרמוני הראשון, התחל במעבר למודול Z-Controller. הגדר את הרמת הקצה ל-10 ננומטר וכבה את המשוב, ולאחר מכן עבור למודול הנעילה והפעל את כפתור הנעילה. לחץ על השלב האוטומטי ההרמוני הראשון והקלט את השלב.חזור על השלב האוטומטי לפחות חמש פעמים וקח את הממוצע. לאחר מכן הפחיתו 90 מעלות מהשלב הממוצע כדי לקבל את שלב הצומת. לאחר מכן קבע את השלב ההרמוני השני.כדי להשיג זאת, מקם את קצה ה-STM על מצע הזהב והתחל את סריקת הביוספקטרוסקופיה ממינוס וולט אחד לוולט אחד. לאחר מכן בחר את ערוץ המוליכות הדיפרנציאלית LI X 1, ואת הפונקציה dY/dX אשר יחד מציגים את הנגזרת של DI על פני ספקטרום DV. מצא תכונת שיא בולטת בספקטרום והגדר את האנרגיה המתאימה כהטיה.לאחר מכן, הפעל את המנעול והשאר את מערכת STM במצב מנהור. לחץ על השלב האוטומטי ההרמוני השני לפחות חמש פעמים וקח את הממוצע. כדי להתחיל, סרוק את מונומר המים עם קצה אטום הכלור.לאחר מכן מקם את הקצה על פני הנתרן הכלורי וקח את הביוספקטרוסקופיה כאות הרקע. לאחר מכן, מקם את הקצה על מונומר המים והתחל את סריקת הביוספקטרוסקופיה. אם ה-dI/dV וספקטרום הנגזרת השנייה של המים חסרי תכונות, פשוט עקוב אחר המשטח המצופה נתרן כלורי ברקע, ולאחר מכן הקטן את גובה הקצה על ידי כוונון היסט Z עד שתכונות הרטט מופיעות בספקטרום.כדי להתחיל בבניית טטרמר מים, סרוק תחילה אזור המכיל ארבעה מונומרים של מים ומקם את קצה הכלור על גבי מונומר בנקודת ההגדרה של V שווה ל-100 מילי-וולט ו-I שווה ל-50 פיקו-אמפר. הקטן את הגובה כך שהמתח יהיה 10 מילי-וולט והזרם הוא 150 פיקו-אמפר. זה ישפר את אינטראקציית המים בקצה.לאחר מכן, הזיזו את קצה אטום הכלור לאורך המסלולים שתוכננו מראש. לאחר מכן החזר את הקצה לנקודת ההגדרה הראשונית שלו וסרוק מחדש את אותו אזור כדי לבדוק שנוצר דימר המים. חזור על תהליך זה עד שנוצר גוזם מים ובסופו של דבר טטרמר.הטטרמר מכיל שני מצבים כיראליים מנוונים. לולאות מלוכדות נגד כיוון השעון ועם כיוון השעון. כאשר הקצה המסתיים של אטום הכלור מוריד, הזרם הייצוגי קופץ כאשר הטטרמר משתנה בין מצבי כיוון השעון ונגד כיוון השעון.כאשר מחזירים את הקצה לגובה המקורי, הטטרמר המוצג כאן נותר במצב נגד כיוון השעון. ניתן לחלץ את קצבי המעבר בין כיוון השעון לאנטי כיוון השעון ממעקב הזרם לעומת הזמן כדי להציג את התפלגות אורך החיים של טטרמר. ניתן להתאים את הטטרמר בכיוון השעון על ידי דעיכה אקספוננציאלית.כדי לחקור את מנגנון העברת הפרוטונים בטטרמר, מתוארת כאן ההשפעה של החלפה איזוטופית מלאה וחלקית על מיתוג הכיראליות באופן מדהים, קצב החלפת הכיראליות של ארבעת טטרמר המים מופחת באופן משמעותי על ידי החלפת מולקולת מים בודדת בתחמוצת דאוטריום. כמעט באותה רמה של ארבעת הטטרמר של תחמוצת דאוטריום.בעת ביצוע ההליך למניפולציה וספקטרוסקופיה רטט, חשוב לזכור לתפעל את קצה ה-STM עם אטום כלור יחיד. טכנולוגיה זו מספקת סימני פני השטח שיטה גאונית לחקור את הטופולוגיה המפורטת של רשת קשרי מימן ואת התנועות הקוונטיות של פרוטונים בצבירי מים בקנה מידה אטומי. לאחר צפייה בסרטון זה אתה אמור להבין היטב כיצד לזהות את כיווניות קשרי המימן באמצעות הדמיית אופטו.אתה צריך גם להבין כיצד לדחוף את ספקטרוסקופיית הרטט למטה לגבול קשר יחיד וכיצד לתפעל מולקולות מים בצורה מבוקרת.

probing-structure-dynamics-interfacial-water-with-scanning-tunneling

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

מוצג פרוטוקול לחיבור מגוון גדול של מולקולות בודדות באופן קוולנטי לקצה AFM. ניתנים נהלים ודוגמאות לקביעת כוח ההדבקה והאנרגיה החופשית של מולקולות אלה על תומכים מוצקים וממשקים ביולוגיים.

חוקר מולקולה בודדת הדבקה על ידי הכוח האטומי ספקטרוסקופיה

עבודה זו מציג פרוטוקול טיפול נוזל וההכנסה מדגם על microchannel עבור באתרו זמן של טיסת ניתוח ספקטרומטריית משני יון המוני של ביומולקולות חלבון בתמיסה מימית.

באפיון באתרו של חלבונים מימה במים על ידי Salvi ו TOF-SIMS

אנו מדגימים את המניפולציה המדויקת של מולקולות אורגניות בודדות על משטח מתכת עם קצה מיקרוסקופ בדיקה סורק המונע בתלת מימד על ידי ידו של הנסיין באמצעות מערכת לכידת תנועה ומשקפי מציאות מדומה סוחפים לחלוטין.

יד מבוקרת מניפולציה של יחיד מולקולות באמצעות סריקת הבדיקה במיקרוסקופ עם ממשק מציאות 3D Virtual

פרוטוקול זה מתאר את הפעולה של בעל דגימת זרימת נוזל עבור מיקרוסקופיית אלקטרוני הילוכים של AuNPs במים, כפי שמוצג על התצפית של תהליכים דינמיים ננומטריים.

לימוד תהליכים דינמיים של אובייקטים בגודל ננו בנוזל באמצעות מיקרוסקופי אלקטרוני סריקת הילוכים

אנו מציגים שגרה עבור הדמיה בזמן אמת וניתוח הרכב היסודות של חלקיקים boehmite במים יונים על-ידי בחיי עיר נוזלי מיקרוסקופ אלקטרונים סריקה.

בחיי עיר איפיון חלקיקים Boehmite במים באמצעות נוזלי SEM

נדגים שיטה כל-אלקטרונית להתבונן תשלום ננו-נפתרה הדינמיקה של dopant אטומי סיליקון עם מיקרוסקופ מינהור סריקה.

כל-אלקטרונית ננו-נפתרה סריקה מינהור מיקרוסקופיה: הקלת החקירה של דינמיקה תשלום יחיד Dopant

להיות מנוצל באופן מקיף, הדור תדר הסיכום (SFG) ספקטרוסקופיית התנודה יכול לעזור לחשוף את הסדר שרשרת ההזמנה ושינוי מבניים משני קורה בממשקים פולימרים וביוקלאכליים.

מבנים ברמת הפנים המולקולריים של פולימרים וBiomacromolecules מתגלים דרך תדר סיכום הדור ספקטרוסקופיה ויברtional

ניתוח תזוזה ריבועית ממוצעת (iMSD) שמקורו בהדמיה מיושם על מקרופינוזומים כדי להדגיש את האופי הפנימי שלהם המתפתח בזמן במונחים של תכונות מבניות ודינמיות. לאחר מכן משווים את המקרופינוזומים לגרגירי הפרשת האינסולין (ISGs) כהתייחסות למבנים תת-תאיים בעלי תכונות מבניות/דינמיות ממוצעות של אינווריאנטים בזמן.

בדיקת תכונות מבניות ודינמיות של ננו-מבנים תת-תאיים של סחר בבני אדם על-ידי ספקטרוסקופיית תנודות מרחביות-טמפורליות

כתב יד זה מתאר את התכנון וההפעלה של מיקרוטנציומטר/מיקרוסקופ קונפוקלי לביצוע מדידות בו-זמניות של מתח בין-פאזי וריאולוגיה של הרחבת פני השטח תוך הדמיית המורפולוגיה הבין-פאזית. זה מספק את הבנייה בזמן אמת של יחסי מבנה-תכונה של ממשקים חשובים בטכנולוגיה ובפיזיולוגיה.

מיקרוטנסיומטר למיקרוסקופיה קונפוקלית הדמיה של ממשקים דינמיים

מסגרת הדמיה היפרספקטרלית מהירה ורב-מודאלית פותחה כדי לקבל תמונות בפס רחב של יצירת סכום תדר רטט (VSFG), יחד עם שיטות הדמיה של שדה בהיר, דור הרמוני שני (SHG). בשל היותו של תדר האינפרא אדום מהדהד עם תנודות מולקולריות, מתגלה ידע מבני מיקרוסקופי ומורפולוגיה מזוסקופית על דגימות המותרות לסימטריה.

הדמיה כימית היפרספקטרלית מולטימודאלית לא ליניארית באמצעות מיקרוסקופ יצירת סכום תדר רטט בסריקת קווים

חקור את המבנה והדינמיקה של מים פנים בקנה מידה אטומי באמצעות הדמיה ברזולוציית תת-מולקולרית, מניפולציה מולקולרית וספקטרוסקופיית רטט קשר בודד. שיטה זו מאפשרת לבחון את כיווניות קשרי המימן ואת האפקטים הקוונטיים הגרעיניים במערכות מורכבות.

חיטוט את המבנה ואת הדינמיקה של מים פנים עם סריקה מיקרוסקופ מינהור וספקטרוסקופיה

גלה סרטונים נוספים