日本名古屋大学的一支科研团队在国际上首次成功实现了对有机分子最外层电子（即价电子）分布的直接观测。这一突破性成果，有望为药学和化学工程等领域带来革命性的进展。相关研究论文已在最新一期的《美国化学学会杂志》上发表。
原子内部的电子行为极为复杂，其中内层电子被称为核心电子，它们的主要作用是稳定原子自身，并不与其他原子发生相互作用。而外层电子，即价电子，则决定了材料的大部分性质。因此，要深入了解材料的特性，获取其价电子的信息至关重要。然而，在此之前，科学家们很难通过实验单独分离出价电子的信息，主要依赖理论模型和光谱学进行估计。
据天脉网了解，在这项最新研究中，科研团队利用日本大型同步辐射光源SPring-8进行的同步加速器X射线衍射实验，成功观察了甘氨酸分子的价电子状态。他们发现，观测到的电子云并非预期的平滑形状，而是呈现出破碎离散的状态。这种电子云的分布进一步证明了电子的量子力学性质。随后，团队借助先进的量子化学计算，证实了实验结果与理论预测的高度一致性。
在此基础上，科研团队对更复杂的胞苷分子进行了类似的实验和计算。他们成功地提取了碳双键中的电子，并清晰地观察到了碳—碳键和碳—氮键之间的差异。这一研究成果不仅使得直接可视化化学键成为可能，还为设计出新型功能材料提供了有力支持，同时也有助于更深入地理解各种反应机制。
此外，该研究还有助于解释药物效果之间的差异，为药学领域的研究提供了新的视角和工具。这一创新性的突破无疑将为药学和化学工程等领域的发展注入新的活力，开启材料科学和化学研究的新篇章。
