這是科學家第一次以原子級的解析度捕捉到分子反應過程的圖像。圖像中分子的原子鍵看起來與化學課本中的棒狀圖幾乎一模一樣。在此之前，科學家都還只能推斷分子的結構。
據新浪科技報導，實驗中的分子由26個碳原子和14個氫原子組成，利用原子力顯微鏡，我們可以清楚看到分子中各個原子之間的原子鍵，其長度只有幾埃(埃，符號Å，一般用於表示原子半徑、鍵長和可見光波長，1Å=0.1納米)。
有關的研究結果在線發表在5月30日的《科學》(Science)上。
研究團隊一開始是準備精確地組裝以石墨烯製成的納米結構。石墨烯是一種單層材料，由碳原子以六邊形重複排列而成。要組成這樣的蜂窩形狀，需要將鏈狀分子中的原子重新排列成六邊形。反應的產物包括好幾種不同的分子。加州大學伯克利分校的化學家菲利克斯·費舍爾(Felix Fischer)及其同事希望通過分子成像技術保證實驗正確進行。
為了記錄石墨烯的形成過程，費舍爾需要一個強大的成像設備，最後他找到了物理學家麥可·克羅米(Michael Crommie)在加州大學伯克利分校的實驗室，那裡有一臺原子力顯微鏡。非接觸式原子力顯微鏡利用一個非常精細的探針來讀取分子產生的電性力，當探針在分子表面附近移動時，會因不同的電荷量而發生偏移，從而構建出原子及原子鍵的圖像。
利用這項技術，研究團隊不僅獲得了碳原子的圖像，也清晰地看到了原子之間的原子鍵。他們將一個環狀的碳分子結構置於銀板上，加熱至分子發生重排，之後進行冷卻並凍結反應產物。檢測發現，反應後出現了三種意料之外的分子產物，及一種之前科學家預測會出現的分子。
這是一個含有碳原子的環狀分子，圖片顯示了其重新排列前後的形態，右邊即兩種最常見的反應產物。比例尺為3埃
反應之前，銀表面上的反應物分子
反應產物2是該反應中兩種最常見的產物之一
反應產物3是該反應中另一種最常見的產物
反應產物4是一個意想不到的產物分子
研究團隊預測了反應產物5的存在，但實際上該分子只佔了反應混合物中不到1%