Ученым компании IBM с помощью разработанной ими модификации электронного микроскопа удалось наблюдать необычную химическую реакцию, известную как циклизация Бергмана. Кроме того с помощью микроскопа можно было даже инициировать начало этой реакции. О своем открытии они рассказали на страницах научного журнала Nature и в блоге компании.

Еще в 1989 году исследователям из лаборатории компании IBM удалось с помощью сканирующего туннельного микроскопа составить логотип свой компании из 35 атомов. Этот микроскоп с помощью тончайшего наконечника нанометровых размеров, на острие которого находится всего лишь один атом монооксида углерода, измеряет силы возникающие между ним и исследуемой поверхностью, позволяя разглядеть отдельные атомы. Что еще важнее, с помощью такого наконечника можно передвигать атомы с места на место.

Теперь же, используя атомно-силовой микроскоп, — более продвинутую модификацию сканирующего туннельного микроскопа — ученые смогли получить изображение химического превращения — циклизации Бергмана. Эта необычная реакция была открыта в 1972 американским химиком Робертом Джорджем Бергманом (Robert George Bergman). Поначалу она представляла исключительно научный интерес, однако в 1980-х годах выяснилось, что эта химическая реакция лежит в основе действия класса противораковых лекарств под названием ендииновые антибиотики. Циклизация Бергмана представляет собой превращение линейной молекулы в кольцевую. При этом для завершения реакции необходимо два атома водорода. Молекулы ендииновых антибиотиков взаимодействуют с ДНК раковой клетки, после чего претерпевают циклизацию Бергмана: необходимые для окончания реакции атомы водорода они буквально выдергивают из молекулы ДНК, в результате чего она рвется. Это приводит к гибели раковой клетки.

С помощью атомно-силового микроскопа исследователи IBM смогли проследить отдельные этапы циклизации Бергмана. Что еще важнее, с помощью наконечника этого микроскопа они смогли воздействовать на молекулу, инициируя начало химической реакции. По словам авторов работы, это открывает перспективы для обнаружения необычных химические реакций, а также создания новых типов молекул путем прямой манипуляции отдельными атомами.