Hay muchas formas de hacer modelos 2D y 3D de átomos y partículas. Usando un enfoque moderno que puede obtener imágenes de muestras a escala atómica, los científicos notaron que los modelos moleculares tradicionales no encajaban en las imágenes que vieron.
Como solución, los científicos han ideado una mejor forma de visualizar las moléculas, basándose en estos métodos tradicionales. Sus modelos se ajustan bien a los datos de imágenes que obtuvieron, y esperan que los modelos ayuden a la intuición de los químicos a interpretar las imágenes moleculares.
usted puede estar familiarizado Modelos de bolas y palos. Estos modelos son modelos 3D donde las bolas de diferentes colores representan los átomos y los palos entre las bolas representan los enlaces. Si bien estas son herramientas educativas útiles, son mucho más simples que la realidad que reflejan.
En general, los químicos usan Modelo coreano – Bolos – Colton (CPK)Es similar al modelo de bola y palo pero con las bolas hinchadas para superponerse. El modelo CPK proporciona mejores detalles sobre la interacción entre los componentes de la molécula que el modelo de bola y palo.
En los últimos años, los científicos han podido capturar las estructuras de las moléculas y registrar su movimiento e interacciones en videos. Esto fue posible gracias a las técnicas de microscopía electrónica de transmisión de precisión atómica (AR-TEM). Esto a veces se conoce como ciencia molecular cinematográfica.
Sin embargo, con este salto en nuestra capacidad de visualizar lo invisible, los modelos de bola y palo o CPK se convierten en un obstáculo en lugar de una ayuda.
Cuando los científicos del Departamento de Química de Universidad de Tokio Intentaron encajar estos modelos con las imágenes que vieron. Pero se enfrentan a algunos problemas.
El modelo de bola y palo y CPK no muestran los tamaños reales de los átomos que muestran las imágenes de AR-TEM. En las imágenes de AR-TEM, el tamaño de cada átomo está directamente relacionado con el peso atómico de ese átomo.
Ahora, los científicos han optado por modificar el modelo de bola y palo para que se ajuste a sus imágenes. Cada núcleo en el modelo se dimensionó de acuerdo con el número Z del núcleo que representaba y se denominó modelo molecular ligado a Z (ZC).
Nakamura Él dijo«Una imagen vale más que mil palabras, y puedes comparar imágenes de AR-TEM con imágenes La primera imagen de un agujero negro.. Ambos muestran la realidad como nunca antes se había visto, y ambos son mucho menos vívidos de lo que la gente probablemente debería imaginar. Por eso los modelos son tan importantes, para cerrar la brecha entre la fantasía y la realidad. Esperamos que el modelo molecular ligado a Z ayude a los químicos a analizar imágenes de microscopio electrónico basadas en la intuición sin necesidad de cálculos teóricos y abra un nuevo mundo de «ciencia molecular cinematográfica».
Referencia de la revista:
- Junfei Xing, Keishi Takeuchi, Ko Kamei, Takayuki Nakamura, Koji Harano y Eiichi Nakamura. «Número atómico (Z) – Tamaños atómicos asociados para decodificar imágenes moleculares microscópicas electrónicas. DOI: 10.1073/pnas.2114432119
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