分子|趣味无穷的分子世界,这些小分子几乎能组成一个“分子动物园”!


_本文原题:趣味无穷的分子世界 , 这些小分子几乎能组成一个“分子动物园”!
化学是研究物质的结构、组成、变化和性质的学科 。 说到化学家 , 也许就是“穿着白大褂 , 满是化学分子式 , 左手拿着烧杯 , 右手拿着试管”这样的形象会立刻出现在人们的大脑中 。

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科学是严肃的 , 但也很有趣 。 信不信由你 , 一些科学家确实很有幽默感 。 接下来 , 我们将向您展示一些奇特的化学分子 , 让您真正领略分子艺术的魅力 。
人形分子
说到类人 , 我们不得不提到一个人 , 利兹大学的化学家托尼教授 。 托尼教授的主要研究方向是有机化学 , 有一篇文章叫《拟人分子的合成》(synthesis of Anthropomorphic Molecules) , 使他名声大噪 。 这篇文章介绍了几对手舞足蹈、跳着拉丁舞的“男女”分子表达式 。 分子图像的生动性和机智性压倒了论文本身 , 使其成为整篇文章的亮点 。

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事实上 , 托尼教授发表的类人分子属于一类被称为“纳米莆田”的化学分子 。 这些分子最大的特点是分子结构看起来像人类的形象 , 这不禁让人想起格列佛游记中描述的小人国居民 。

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纳米莆田分子是一个大类拟人分子 , 但它们的基本形式却是一种被称为“纳米儿童”的分子构型 。 当“纳米儿童”分子溶解在乙醇溶液中加热后 , 经过化学反应 , 往往会得到其他不同形式的人体分子 , 如“纳米运动员”、“纳米皇后”、“纳米医生”、“纳米面包师”等 。

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除了纳米莆田分子 , 通过丰富的想象力 , 类似释迦牟尼和嬉皮士的分子也被化学家发现 。

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“分子动物园”
在创造人与动物的宏观世界的同时 , 细心的上帝似乎也不会忘记微观世界 。 随着人类对物质分子结构认识的加深 , 像上帝创造的动物一样的分子被感兴趣的化学家们相继发现 。 有的像海马 , 有的像青蛙 , 有的像章鱼 , 有的像企鹅 , 如果把这些“动物”列出来 , 就足以建立一个种类繁多的“分子动物园” 。

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蚂蚱酮是从蝗虫体内提取的一种用于其自身防御的分泌物 , 用于自身防御 。 这是科学家们费尽心思在田里捕捉蝗虫、并惹恼它们再从它们身上“挤奶”得到的物质 。 可能专注的科学家太累了而不想再绞尽脑汁对它进行系统命名 , 所以他们使用了一个有创意的名字——蚂蚱酮 。 然而 , 仔细观察蚱蜢酮分子的结构与蝗虫非常相似 。

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有一种叫做“小狗烯”的有机化合物 。 有机化合物的分子形状类似于狗 , 是一种具有香味的有机化合物 。 它最初是由化学家蒂姆·理查德发现并命名的 。 事实上 , 除了分子形状与狗相似外 , “小狗烯”几乎与狗没有关系 。

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除了上面提到的“海马”分子、“青蛙”分子、“章鱼”分子、“企鹅”分子、“蚱蜢”分子和“小狗”分子外 , 还有很多在水中游泳、在地上奔跑、在天上飞翔的“分子动物” , 比如埋头工作的奶牛 , 吐舌头的毒蛇、孵鹅、飞鸟、觅食的小鸡、长颈鹿等 。分页标题
分形分子艺术
自相似性是指每一个小的部分都具有与整体相同的形状 。 自然界中 , 许多植物和微生物的自发生长结构具有自相似性 , 如蕨类植物 , 一种典型的自相似结构植物 。 自相似形状在数学上称为分形 。 具有分形特征的几何图案往往具有很高的艺术鉴赏力 。

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现在 , 科学家已经能够制造出许多具有分形结构的分子 。 这里 , 最典型的是一组称为树状大分子的有机分子 。 树枝状大分子是具有三维结构的多分支大分子 , 可以由中心向外延伸合成 。 这种合成方法使人们能够在不同的部位设计树状大分子的结构 , 因此在光电子器件领域引起了人们的关注 。

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从艺术家的角度来看 , 树枝状大分子的分子结构是独特和完美的 。 有的像徽章 , 有的像花 , 有的像树 , 个个骨子里透着灵气 。
值得一提的是 , 国际顶级杂志《科学》也报道了一种具有分形特征的六边形分子 。 此外 , 也有学者将这种分形分子归类为分子艺术的范畴 。

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理论化学研究中的分子艺术
如果你认为化学家应该整天在实验室里做实验 , 那你就错了 。 近年来 , 随着理论化学和计算机技术的发展 , 利用计算机模拟分子的电子分布和分子构型变化 , 已成为化学家研究物质性质的重要手段 。
研究发现 , 许多分子图像的计算机模拟结果不仅光彩夺目 , 而且有趣 , 堪称“绘画”的最佳艺术作品 。

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自然界中有许多小的有机分子 。 理论化学家用一个叫做量子化学的软件来模拟一个分子 , 发现它的分子振动类似于一根松枝;另一个杯形分子的模拟结果得到了传说中的“九龙杯”图像
当然 , 在分子模拟中也可以得到与我们现实生活接近的“物体”(分子) , 如女孩的发带、游泳圈、鲜花、麻花等 。

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实际生活中的分子艺术
【分子|趣味无穷的分子世界,这些小分子几乎能组成一个“分子动物园”!】如果留心的话 , 你会发现 , 分子艺术实际上就在你身边 。