原子是構(gòu)成我們這個(gè)宇宙的基礎(chǔ)，它們之間通過化學(xué)鍵結(jié)合在一起，又因?yàn)榛瘜W(xué)鍵的斷裂和重新結(jié)合而構(gòu)成不同的物質(zhì)形態(tài)，讓這個(gè)世界五彩繽紛，千姿百態(tài)。

然而，原子究竟是什么模樣的呢？它們究竟是如何結(jié)合在一起的呢？除了一些想象圖外，我們很難看到真實(shí)的原子照片，畢竟原子的尺寸非常地小，一根頭發(fā)絲的寬度，就等于50萬個(gè)碳原子排列在一起，連最精細(xì)的顯微鏡，都已經(jīng)無能為力了。

不過最近，來自英國諾丁漢大學(xué)的納米材料教授安德烈·霍爾比斯托夫，和德國烏爾姆大學(xué)研究助理曹克誠博士領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組，卻借助碳納米管的約束和透射電子顯微鏡（TEM），拍到了有史以來第一個(gè)原子之間互相運(yùn)動(dòng)及化學(xué)鍵斷裂的視頻，為未來研究化學(xué)反應(yīng)開辟了新的方法。

研究人員利用直徑僅1至2納米的碳納米管作為“微型試管”，把兩個(gè)錸原子置入其中。錸是元素周期表中最后一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的穩(wěn)定元素，由于原子序數(shù)高，“塊頭”大，更容易被高能電子束識(shí)別，在納米管中成為兩個(gè)模糊的圓形暗點(diǎn)。

錸原子的直徑大約在0.1到0.3納米之間。當(dāng)兩個(gè)錸原子鍵合在一起的時(shí)候，透射電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)它們形成了分子，開始振動(dòng)，變成了橢圓形；不久后，它們之間的鍵又突然斷裂，恢復(fù)為錸原子，停止振動(dòng)。由于碳納米管的精確約束，科學(xué)家們可以看到它們分分合合，化學(xué)鍵不斷斷裂又結(jié)合的過程。

研究人員認(rèn)為，這個(gè)實(shí)驗(yàn)中觀察到的兩個(gè)錸原子，在碳納米管中運(yùn)動(dòng)時(shí)，鍵長會(huì)發(fā)生變化，表明鍵的強(qiáng)弱取決于原子周圍的環(huán)境；它們主要是通過四重鍵結(jié)合，這為過渡金屬化學(xué)提供了新的基本見解。

是不是非常奇妙？人類的科技水平，已經(jīng)能夠窺知一根頭發(fā)絲50萬分之一的尺度了，在不為人知，肉眼難見的微觀領(lǐng)域，究竟還有多少未知的秘密呢？隨著科技水平的不斷提高，未來我們或許可以看到更多匪夷所思的奇妙現(xiàn)象。

這項(xiàng)研究發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。