原子是構成我們這個宇宙的基礎，它們之間通過化學鍵結合在一起，又因為化學鍵的斷裂和重新結合而構成不同的物質形態，讓這個世界五彩繽紛，千姿百態。
然而，原子究竟是什麼模樣的呢？它們究竟是如何結合在一起的呢？除了一些想像圖外，我們很難看到真實的原子照片，畢竟原子的尺寸非常地小，一根頭髮絲的寬度，就等於50萬個碳原子排列在一起，連最精細的顯微鏡，都已經無能為力了。
不過最近，來自英國諾丁漢大學的納米材料教授安德烈·霍爾比斯託夫，和德國烏爾姆大學研究助理曹克誠博士領導的一個研究小組，卻藉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原子之間互相運動及化學鍵斷裂的視頻，為未來研究化學反應開闢了新的方法。
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」，把兩個錸原子置入其中。錸是元素周期表中最後一個被發現的穩定元素，由於原子序數高，「塊頭」大，更容易被高能電子束識別，在納米管中成為兩個模糊的圓形暗點。
錸原子的直徑大約在0.1到0.3納米之間。當兩個錸原子鍵合在一起的時候，透射電子顯微鏡發現它們形成了分子，開始振動，變成了橢圓形；不久後，它們之間的鍵又突然斷裂，恢復為錸原子，停止振動。由於碳納米管的精確約束，科學家們可以看到它們分分合合，化學鍵不斷斷裂又結合的過程。
研究人員認為，這個實驗中觀察到的兩個錸原子，在碳納米管中運動時，鍵長會發生變化，表明鍵的強弱取決於原子周圍的環境；它們主要是通過四重鍵結合，這為過渡金屬化學提供了新的基本見解。
是不是非常奇妙？人類的科技水平，已經能夠窺知一根頭髮絲50萬分之一的尺度了，在不為人知，肉眼難見的微觀領域，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象。
這項研究發表在《科學進展》雜誌上。