最近開發(fā)的電子顯微鏡技術使科學家能夠通過精確成像限制在Zeolite基質通道中的單個對二甲苯分子的方向變化來測量范德華相互作用?。該裝置類似于納米級羅盤，其中碳氫化合物分子是旋轉指針，孔周圍原子的位置定義了方向標記。

研究結果提供了一種直接‘觀察’單個分子及其相互作用的方法，中國清華大學的陳曉指出，范德瓦爾斯力在許多過程中發(fā)揮著重要作用，但測量這種相互作用具有挑戰(zhàn)性，并且通常涉及復雜的技術。使用稱為集成微分相差掃描透射電子顯微鏡 (iDPC-STEM) 的成像模式，她和她的同事現(xiàn)在已經(jīng)能夠跟蹤沸石內(nèi)的主客體相互作用。該團隊利用了這一事實，即這種沸石中大孔的周長由 10 個氧原子和 10 個硅原子組成，它們的編號表示 20 個不同的方向，這些方向相距約 18°。

阿爾托大學的Peter Liljeroth評論道：“這個想法是使用一種完全適合沸石孔隙的分子作為指南針來監(jiān)測孔隙壁的微觀結構，從而監(jiān)測分子與多孔固體之間的范德華相互作用。”芬蘭，誰沒有參與這項研究。他解釋說，對二甲苯指針優(yōu)先采用反映不同相互作用的特定方向。“電子顯微鏡用于解析分子骨架相對于周圍孔的原子結構的角度。”

研究人員進行了第一性原理計算，將方向的變化與范德華力的變化聯(lián)系起來，根據(jù)各種通道模型計算了不同方向的對二甲苯分子的能量。荷蘭賽默飛世爾科技公司的Ivan Lazi? 是 iDPC-STEM 方法的開發(fā)者之一，也是該研究的合作者之一，其指出對這種系統(tǒng)進行成像并不容易。天然沸石是對電子劑量敏感的材料，并且更多地被困在其中的單個分子，但這種技術使用了所有可用的電子，而且劑量效率很高。

美國退休的顯微鏡專家斯蒂芬·彭尼庫克對此表示贊同，這種方法的主要優(yōu)勢在于它可以有效地對輕原子和重原子進行成像，在這里，在幾納米長的沸石通道內(nèi)甚至可以檢測到一個輕分子；能夠同時看到系統(tǒng)中較輕和較重的部分是一項重大成就。