捷克科學院有機化學和生物化學研究所、捷克科學院物理研究所和奧洛穆茨帕拉茨基大學的科學家們再次成功揭開了分子和原子世界的神秘面紗。他們通過實驗證實了一個已有幾十年歷史的理論的正確性，該理論假定芳香族分子中電子密度分佈不均勻。這一現象極大地影響了分子的物理化學性質及其相互作用。這項研究拓展了設計新型奈米材料的可能性。
同一作者團隊在《科學》雜誌上發表的先前開創性研究中描述了原子中電子的不均勻分佈，即所謂的 σ 空穴。現在研究人員已經證實了所謂的π孔的存在。在芳香烴中，我們在碳原子平面上方和下方的雲中發現了電子。如果我們用更多電負性原子或原子團取代外圍的氫，將電子拉走，原來帶負電的雲就會變成帶正電的電子空穴。
科學家們採用了掃描電子顯微鏡的先進方法並進一步提升了其功能。該方法以亞原子分辨率工作，因此不僅可以對分子中的原子進行成像，還可以對原子電子殼層的結構進行成像。參與研究的研究人員之一、來自奧洛穆茨帕拉茨基大學捷克先進技術研究所（CATRIN）的布魯諾·德拉托雷指出，實驗的成功主要得益於其所在機構優良的設施和優秀博士生。
現代力顯微鏡長期以來一直是物理研究所和 CATRIN 研究人員的研究領域。不僅在分子結構方面，他們充分利用了前所未有的空間分辨率。不久前，他們證實了鹵素原子周圍電子密度的不均勻分佈，即所謂的σ空穴。這項成果於 2021 年在世界上最具權威的科學期刊之一《科學》發表。當今被引用次數最多的捷克科學家之一、捷克科學院有機化學和生物化學研究所的 Pavel Hobza 教授對前一項和當前的研究做出了重大貢獻。
"π洞以及之前的σ洞的存在得到證實，充分證明了量子化學理論預測的質量，幾十年來，量子化學理論預測已經解釋了這兩種現象。帕維爾-霍布扎（Pavel Hobza）說："這表明，即使在沒有可用實驗的情況下，這些理論預測也是可以信賴的。
捷克科學家在亞原子和亞分子層面的研究成果可以與宇宙黑洞的發現相提並論。在實驗證實黑洞的存在之前，人們對黑洞的理論研究也已有數十年之久。更好地了解電子電荷的分佈將有助於科學界了解許多化學和生物過程。在實用層面上，它將轉化為構建新的超分子的能力，並隨後轉化為開發具有更佳性能的先進納米材料的能力。
