如果化学家制造汽车，他们会在工厂里装满汽车零部件，然后将其点燃，然后从灰烬中筛选出现在看起来有点像汽车的碎片。
当您处理原子大小的汽车零件时，这是一个完全合理的过程。 然而化学家渴望找到减少浪费并使反应更加精确的方法。
化学工程向前迈出了一步，西班牙圣地亚哥德孔波斯特拉大学、德国雷根斯堡大学和 IBM 欧洲研究院的研究人员通过微小的电压推动，迫使单个分子经历一系列转变。
通常，化学家通过调整 pH 值等参数、添加或去除可用的质子供体来管理分子共享或交换电子以形成键的方式来获得反应精度。
“然而，通过这些方法，反应条件改变的程度使得控制选择性的基本机制往往仍然难以捉摸，”研究人员指出在他们发表在杂志上的报告中科学。
换句话说，推动和拉动大型有机分子的作用力的复杂性使得很难精确测量每个键上发生的情况。
该团队从一种名为 5,6,11,12-四氯四苯（化学式 C18H8Cl4）的物质开始，这是一种碳基分子，看起来像一排四个蜂窝状细胞，两侧是四个像饥饿的蜜蜂一样盘旋的氯原子。
研究人员将一层薄薄的材料粘在一块冰冷的盐壳铜片上，将氯蜂赶走，留下少量可激发的碳原子，在一系列相关结构中保留着不成对的电子。
单个分子重新配置成异构体（Alabugin & Hu，Science，2022）
一些结构中的两个电子愉快地重新连接在一起，重新配置了分子的一般蜂窝形状。 第二对也热衷于不仅彼此配对，而且还热衷于与任何其他可能以嗡嗡声方式出现的可用电子配对。
通常，这种不稳定的结构是短暂的，因为剩余的电子也会相互结合。 但研究人员发现这个特殊的系统并不普通。
他们证明，通过原子大小的牛棒轻轻施加电压，可以迫使单个分子连接第二对电子，从而使四个细胞在所谓的弯曲炔烃中不对齐。
摇动的力度稍弱一些，这些电子就会以不同的方式配对，以完全不同的方式将结构扭曲成所谓的环丁二烯环。
然后，每个产品都会通过电子脉冲重新恢复到原始状态，并准备好在瞬间的提示下再次翻转。
通过使用精确的电压和电流迫使单个分子扭曲成不同的形状或异构体，研究人员可以深入了解其电子的行为以及有机化合物的稳定性和优选构型。
从那里开始，就有可能减少对催化剂的寻找，这种催化剂可以将无数分子的大规模反应推向一个方向，使反应更加具体。
之前的研究有使用了类似的方法可视化单个分子的重新配置，以及甚至操纵化学反应的各个步骤。 现在，我们正在构建新的方法来调整分子的键以形成通常不会那么简单交换的异构体。
此类研究不仅有助于使化学更加精确，还为工程师提供了先进的新工具来制造纳米级机器，将碳框架扭曲成普通化学不可能实现的奇异形状。
这项研究发表于科学。
