Міжнародна група хіміків під керівництвом Бруно Щулера з дослідницького центру компанії IBM в Цюріху змогла встановити склад понад 100 компонент асфальтену. Для цього автори роботи використовували методи скануючої зондової мікроскопії атомного дозволу. Дослідження опубліковано в, короткий його виклад наводить портал Chemistry World.
Асфальтенами називається суміш найбільш високомолекулярних компонентів нафти або кам'яного вугілля, що розм'якшуються («плавляться») лише при температурах 200-300оС. Раніше було відомо, що основну їх частину являють собою поліароматичні з'єднання. Однак, як саме вони влаштовані, було незрозуміло.
У новій роботі хіміки порівняли між собою зразки асфальтенів, виділених з кам'яного вугілля і з нафти. На спеціальні мідні платівки, вкриті острівцями повареної солі висотою в два атоми, осаджували пари вихідної суміші. Цей процес відбувався при низьких температурах, близько 10 кельвінів. Потім отриманий препарат, на якому досліджувані молекули розподілилися по острівцях, поміщали в мікроскоп. Дослідження зразка проходило за допомогою дуже гострої голки, на кінчик якої поміщена одинична молекула чадного газу (CO). Голка пробігала по острівцю, формуючи топографічну карту поверхні молекули.
Крім топографічної карти автори вивчали і електронну будову молекул - для цього застосовувалася скануюча тунельна мікроскопія. У ній між голкою і молекулою створюють електричну напругу і вимірюють струм, що виникає через тунелювання електронів. Завдяки цьому вдається визначити форму молекулярних орбіталів, своєрідного відбитка пальця, унікального для конкретної молекули.
Разом ці дані дозволили ідентифікувати більше ста з'єднань. Ця інформація дала відповідь на важливе питання, що стосується хімії асфальтенів: раніше вважалося, що вони можуть представляти собою або «острови» зі склеєних між собою циклічних фрагментів, або «архіпелаги», в яких «острови» пов'язані між собою вуглеводневими ланцюжками. Від цього залежать деякі фізичні властивості суміші. Тепер стало зрозуміло, що більшість з'єднань відносяться до «острівного» типу, з невеликим включенням «архіпелагів».
Дослідження складу суміші - складна проблема, оскільки багато речовин у ній мають близьку природу. Це дуже ускладнює спроби виділити індивідуальні з'єднання. У тих же ситуаціях, коли застосовуваний метод дозволяє аналізувати суміш речовин, наприклад, ядерний магнітний резонанс або мас-спектрометрія, з тієї ж причини не вдається отримати дані про конкретні структури сполук.