Name: probing the structure and dynamics of interfacial water with scanning tunneling microscopy and spectroscopy
Uploaded: 2018-05-27T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Probing the Structure and Dynamics of Interfacial Water with Scanning Tunneling Microscopy and Spectroscopy at JoVE.com

Dette arbeidet er finansiert av National nøkkel R & D Program under Grant No. 2016YFA0300901 2016YFA0300903 og 2017YFA0205003, National Natural Science Foundation i Kina under Grant nr. 11634001, 11290162/A040106. Y.J. erkjenner støtte av National Science Fund for fremragende unge forskere og Cheung Kong unge forsker Program. J. G. anerkjenner støtte fra National postdoktor Program for Innovative talenter.

Merk: Eksperimenter er utført på vannmolekyler adsorbert på Au-støttet NaCl(001) filmen (figur 1en) på 5 K med en av beryllium-vakuum (UHV) kryogene STM utstyrt med Nanonis elektronisk kontrolleren.
1. fabrikasjon av eksperimentelle prøve
<ol><li>
Rengjør Au(111) enkelt krystall
	<ol>
<li>Deretter skylle gassledningen med Ar gass pumpe gass-linje til trykket av ~ 10-7 mbar. Sette gjennom pumpen/flush syklusen f...

<ol>
	<li>Thiel, P. A., Madey, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+interaction+of+water+with+solid+surfaces:+Fundamental+aspects.">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.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+interaction+of+water+with+solid+surfaces:+fundamental+aspects+revisited.">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.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+adsorption+and+the+wetting+of+metal+surfaces.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coordinated+proton+tunnelling+in+a+cyclic+network+of+four+hydrogen+bonds+in+the+solid+state.">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.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+momentum+distribution+of+light+atoms+and+molecules+in+condensed+matter+systems+using+inelastic+neutron+scattering.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sum-frequency+vibrational+spectroscopy+on+water+interfaces:+Polar+orientation+of+water+molecules+at+interfaces.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantum+differences+between+heavy+and+light+water.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polarization-+and+azimuth-resolved+infrared+spectroscopy+of+water+on+TiO2(110):+Anisotropy+and+the+hydrogen-bonding+network.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Positioning+single+atoms+with+as+a+scanning+tunneling+microscope.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomic+and+molecular+manipulation+with+the+scanning+tunneling+microscope.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-molecule+vibrational+spectroscopy+and+microscopy.">Single-molecule vibrational spectroscopy and microscopy.</a> Science. 280 (5370), 1732-1735 (1998).</li><li>Ho, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-molecule+chemistry.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecules+on+insulating+films:+Scanning-tunneling+microscopy+imaging+of+individual+molecular+orbitals.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+imaging+of+intermolecular+bonds+in+scanning+tunneling+microscopy.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+structure+of+water+at+interfaces:+Wetting+at+the+nanometer+scale.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ice+nanoclusters+at+hydrophobic+metal+surfaces.">Ice nanoclusters at hydrophobic metal surfaces.</a> Nat. Mater. 6 (8), 597-601 (2007).</li><li>Feibelman, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+first+wetting+layer+on+a+solid.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+molecular+perspective+of+water+at+metal+interfaces.">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.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+observation+and+control+of+hydrogen-bond+dynamics+using+low-temperature+scanning+tunneling+microscopy.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+does+water+wet+a+surface.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.+Essentials+of+Organic+Chemistry.+Degassing+Liquids+with+Freeze-Pump-Thaw+Cycling.">. Essentials of Organic Chemistry. Degassing Liquids with Freeze-Pump-Thaw Cycling.</a> JoVE. , (2017).</li><li>Guo, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-space+imaging+of+interfacial+water+with+submolecular+resolution.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nuclear+quantum+effects+of+hydrogen+bonds+probed+by+tip-enhanced+inelastic+electron+tunneling.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+visualization+of+concerted+proton+tunnelling+in+a+water+nanocluster.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+hexagonal+and+cubic+ice+during+low-temperature+growth.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrahigh-resolution+imaging+of+water+networks+by+atomic+force+microscopy.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-space+imaging+of+transient+carrier+dynamics+by+nanoscale+pump-probe+microscopy.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+ultrafast+spin+dynamics+with+optical+pump-probe+scanning+tunnelling+microscopy.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoscale+nuclear+magnetic+resonance+with+a+nitrogen-vacancy+spin+sensor.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nuclear+magnetic+resonance+spectroscopy+on+a+(5-nanometer)3+sample+volume.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoscale+nuclear+magnetic+resonance+with+chemical+resolution.">Nanoscale nuclear magnetic resonance with chemical resolution.</a> Science. 357 (6346), 67-71 (2017).</li></ol>

For å undersøke den interne strukturen, dynamikk og vibrasjonsmedisin spektroskopi av vannmolekyler adsorbert på solid overflater, særlig vekt frihetsgradene av hydrogen, er noen eksperimentelle trinn av avgjørende betydning, som vil bli diskutert i følgende avsnitt.
Orbital avbilding av vannmolekyler oppnås basert på to viktige trinn. Først kople isolerende NaCl filmene vannet elektronisk fra Au underlaget, andre orbital gating effekt STM tips via tips-vann kopling. For å vokse bila...

Samspillet av vann med overflater av faste stoffer er involvert i ulike overflaten reaksjon prosesser, for eksempel heterogene katalyse, photoconversion, elektrokjemi, korrosjon og smøring et al. 1 , 2 , 3 generelt for å undersøke interfacial vann, spektroskopiske og Diffraksjon teknikker brukte, som infrarød og Raman spektroskopi, sum-frekvens generasjon (SFG), røntgen Diffraksjon (XRD), kjernefysiske magnetisk resonans (NRM), Nøytron spredning4,5,6,7,8. Imidlertid er disse metodene lider av begrensning av romlig oppløsning, spektrale utvidelse og effekter i snitt.
STM er en lovende teknikk for å overvinne disse begrensningene som kombinerer sub-Ångström romlig oppløsning, atomic manipulasjon, og enkelt-obligasjon vibrasjonsmedisin følsomhet9,10,11,12 , 13 , 14. siden begynnelsen av dette århundret, STM er mye brukt for å undersøke strukturen og dynamikken i vann på solide flater3,15,16,17, 18,19,20. I tillegg vibrasjonsmedisin spektroskopi basert på STM kan hentes fra andre-deriverte differensial tunnelering konduktans (d2jeg / dV2), også kjent som uelastisk elektron tunnelering spektroskopi (IETS). Løse den interne strukturen, dvs H-bond retningen, og anskaffe pålitelig vibrasjonsmedisin spektroskopi vann er imidlertid fortsatt utfordrende. Største vanskeligheten ligger i at vann er et tett shell molekyl, som frontier orbitale er langt fra E-F, dermed elektroner fra STM spissen kan neppe tunnel i molekylær resonans USA vann, fører til dårlig signal-til-støy-forhold molekylær bildebehandling og vibrasjonsmedisin spektroskopi.
Vann adsorbert Au-støttet NaCl(001) filmer gir et ideelt system for Atom-skala etterforskning av STM med Cl-terminert tips (figur 1en), som er utført på 5 K i av beryllium-vakuum (UHV) miljø med en base trykk bedre enn 8 × 10-11 mbar. På den ene siden kople isolerende NaCl filmene vannmolekyler elektronisk fra Au underlaget så de opprinnelige frontier orbitalene vann beholdes og levetiden til elektronene bosatt i molekylær resonans staten er langvarig. På den annen side, kunne STM spissen effektivt tune frontier orbital vann mot EF via tips-vann kopling, spesielt når spissen er functionalized med en Cl atom. Disse hovedtrinnene aktiverer høyoppløselig orbital bildebehandling og vibrasjonsmedisin spektroskopi vann monomerer og klynger. I tillegg kan vann manipuleres i en godt kontrollert måte, på grunn av sterk elektrostatisk samspillet mellom negativt ladde Cl-tips og vann.
I denne rapporten er forberedelse prosedyrene for prøven og Cl-terminert spissen STM gransking beskrevet detaljert i 1 og 2, henholdsvis. I del 3 beskriver vi orbital tenkelig teknikk, som O-H retningen av vann monomer og tetramer er løst. Tips-forbedret IETS er innført i del 4, som gir mulighet for søkeverktøy vibrasjonsmedisin moduser av vannmolekyler enkelt-obligasjon grense, og fastsettelse av H-binding styrke med høy nøyaktighet med rød skift i oksygen-hydrogen strekking frekvens for vann. I del 5 viser vi hvordan vann tetramer kan være konstruert og slått av kontrollert tips manipulasjon. Basert på orbital bildebehandling, spektroskopi og manipulasjon teknikker, kan isotopanrikning substitusjon eksperimenter utføres for å undersøke kvante natur protoner i interfacial vann, som quantum tunneling og null-punktet bevegelse.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:632px;" width="633">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Au(111) single crystal</td>
			<td style="width:131px;">MaTeck</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">NaCl</td>
			<td style="width:131px;">Sigma Aldrich</td>
			<td align="right">450006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Water, deuterium-depleted&#160;</td>
			<td style="width:131px;">Sigma Aldrich</td>
			<td align="right">195294</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Deuterium oxide&#160;</td>
			<td style="width:131px;">Sigma Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">364312</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Sealed-off glass-UHV adapters</td>
			<td style="width:131px;">MDC vacuum products</td>
			<td align="right" style="width:119px;">46300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Diaphragm-sealed valve</td>
			<td style="width:131px;">any</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Bellows-sealed valve</td>
			<td style="width:131px;">any</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Leak valve</td>
			<td style="width:131px;">Kurt J. Lesker&#160;</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Scanning tunneling microscopy</td>
			<td style="width:131px;">CreaTec</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Electronic controller.</td>
			<td style="width:131px;">Nanonis&#160;</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Tungsten wire</td>
			<td style="width:131px;">any</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>diameter:0.3 mm; purity: 99.95%</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

probing the structure and dynamics of interfacial water with scanning tunneling microscopy and spectroscopy

Vann/ren grensesnitt er allestedsnærværende, og spiller en viktig rolle i mange miljømessige Biofysiske og teknologiske prosesser. Løse den interne strukturen og undersøkelser hydrogen-bond (H-bond) dynamikken molekylene adsorbert på solide flater er grunnleggende spørsmål om vann vitenskapen, som forblir en stor utfordring lys masse og liten størrelse av hydrogen. Scanning tunneling mikroskopi (STM) er et lovende verktøy for å angripe disse problemene, takket være sine evner sub-Ångström romlig oppløsning, enkelt-obligasjon vibrasjonsmedisin følsomhet og Atom/molekylær manipulasjon. Designet eksperimentelle systemet består av en Cl-terminert tips og et utvalg fabrikkert av dosering vann molekyler i situ på Au (111)-støttet NaCl(001) overflater. Isolerende NaCl filmene kople elektronisk vannet fra de mettaliske underlag, så de iboende frontier orbitalene av vannmolekyler beholdes. Cl-spissen forenkler manipulering av enkelt molekylene, samt gating orbitale vann til nærhet til Fermi-nivå (EF) via tips-vann kopling. Dette dokumentet beskriver metodene detaljert submolecular oppløsning bildebehandling, molekylær/Atom manipulasjon og enkelt-obligasjon vibrasjonsmedisin spektroskopi interfacial vann. Disse studiene åpne opp en ny rute for å undersøke H-limt systemene på atomic skalaen.

Figur 1 en illustrerer skjematisk av STM eksperimentelle oppsett. Først er Au(111) underlaget renset av sputtering og avspenning sykluser i UHV kammeret. Rene Au(111) prøven viser 22 × √3 rekonstruert overflaten, der atomer av overflatelaget okkupere både hcp og fcc steder danner fiskebein strukturer (rammemargen i figur 1b). NaCl er fordampet på Au(111) underlaget, danner bilayer øyer (<...

Watch this Scientific Journal Video about Probing the Structure and Dynamics of Interfacial Water with Scanning Tunneling Microscopy and Spectroscopy at JoVE.com

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

Verifiserer strukturen og dynamikken i Interfacial vann med Scanning Tunneling mikroskopi og spektroskopi

Her presenterer vi en protokoll for å undersøke strukturen og dynamikken i interfacial vann atomic skalaen, submolecular oppløsning bildebehandling, molekylær manipulasjon og enkelt-obligasjon vibrasjonsmedisin spektroskopi.

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

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Chemistry

Chemical Bonding: Molecular Geometry and Bonding Theories

SCIENTISTS IN ACTION

Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

Copper (I) binding by metallochaperone transport proteins prevents copper oxidation and release of the toxic ions that may participate in harmful redox ...

Insights into the Interactions of Amino Acids and Peptides with Inorganic Materials Using Single-Molecule Force Spectroscopy

Innsikt i de Samhandling av aminosyrer og peptider med uorganiske materialer Bruke Single-Molecule Force spektroskopi

The interactions between proteins or peptides and inorganic materials lead to several interesting processes. For example, combining proteins with minerals ...

Synthesis and Structure Determination of &#181;-Conotoxin PIIIA Isomers with Different Disulfide Connectivities

Synthesis and Structure Determination of ÃƒÆ’Ã¢â‚¬Å¡Ãƒâ€šÃ‚Âµ-Conotoxin PIIIA Isomers with Different Disulfide Connectivities

Syntese og proteinstrukturer av μ-Conotoxin PIIIA isomerene med forskjellige Disulfide Connectivities

Peptides with a high number of cysteines are usually influenced regarding the three-dimensional structure by their disulfide connectivity. It is thus ...

Synthesis of Soft Polysiloxane-urea Elastomers for Intraocular Lens Application

Syntese av myke Polysiloxane-urea elastomerer for intraokulært linsen program

This study discusses a synthesis route for soft polysiloxane-based urea (PSU) elastomers for their applications as accommodating intraocular lenses ...

Multiscale Sampling of a Heterogeneous Water/Metal Catalyst Interface using Density Functional Theory and Force-Field Molecular Dynamics

Multiscale utvalg av en heterogen vann/Metal katalysator grensesnitt ved hjelp av tetthet funksjonelle teori og Force-feltet molekylære dynamikk

A significant number of heterogeneously-catalyzed chemical processes occur under liquid conditions, but simulating catalyst function under such conditions ...

Performing Spectroscopy on Plasmonic Nanoparticles with Transmission-Based Nomarski-Type Differential Interference Contrast Microscopy

Utføre spektroskopi på Plasmonic nanopartikler med Transmission-baserte Nomarski-type differensial interferens kontrast mikroskopi

Differential interference contrast (DIC) microscopy is a powerful imaging tool that is most commonly employed for imaging microscale objects using ...

Probing Surface Electrochemical Activity of Nanomaterials using a Hybrid Atomic Force Microscope-Scanning Electrochemical Microscope (AFM-SECM)

Probing Surface Electrochemical Activity of Nanomaterials using a Hybrid Atomic Force Microscope-Scanning Electrochemical Microscope AFM-SECM

Probing overflate elektrokjemisk aktivitet av nanomaterialer ved hjelp av en hybrid atomkraft mikroskop-skanning elektrokjemisk mikroskop (AFM-SECM)

Scanning electrochemical microscopy (SECM) is used to measure the local electrochemical behavior of liquid/solid, liquid/gas and liquid/liquid interfaces. ...

Analyzing Melts and Fluids from Ab Initio Molecular Dynamics Simulations with the UMD Package

Analysere smelter og væsker fra Ab Initio Molecular Dynamics Simulations med UMD-pakken

We have developed a Python-based open-source package to analyze the results stemming from ab initio molecular-dynamics simulations of fluids. The package ...

Atomic Force Microscopy Combined with Infrared Spectroscopy as a Tool to Probe Single Bacterium Chemistry

Atomkraftmikroskopi kombinert med infrarød spektroskopi som et verktøy for å sondere enkeltbakteriekjemi

Atomic Force Microscopy-Infrared Spectroscopy (AFM-IR) is a novel combinatory technique, enabling simultaneous characterization of physical properties and ...

Preparation of Nanoparticles for ToF-SIMS and XPS Analysis

Forberedelse av nanopartikler for ToF-SIMS og XPS-analyse

Nanoparticles have gained increasing attention in recent years due to their potential and application in different fields including medicine, cosmetics, ...