Pogled na atom danas više nijednog naučnika ne obara s nogu. Uz pomoć visoko osjetljivih uređaja, već duže vrijeme je moguće skenirati primjerice metalne površine, i to tako da su atomi raspoređeni u rešetci jasno vidljivi

Naučnici su po prvi put učinili vidljivom unutarnju strukturu molekule pri rezoluciji atoma.

Podvig je postignut uz pomoć visoko osjetljivog vrha koji može mjeriti minimalne snage, piše Der Spiegel.

Pogled na atom danas više nijednog naučnika ne obara s nogu. Uz pomoć visoko osjetljivih uređaja, već duže vrijeme je moguće skenirati primjerice metalne površine, i to tako da su atomi raspoređeni u rešetci jasno vidljivi.

Istraživačima iz Švicarske i Nizozemske je međutim sada po prvi put uspjelo da pogledaju u unutrašnjost molekula i da veoma precizno vizualiziraju njihovu hemijsku strukturu.

Naučnici sa Univerziteta u Utrechtu i sa IBM-ovog istraživačkog laboratorija u Cirihu su u ovu svrhu koristili tzv. mikroskop atomske sile.

Uz pomoć njega su mogli pogledati kroz elektronski oblak koji okružuje molekulu pentacena koju su istraživali, te slikati njen atomski kostur.

Pentacen je policiklički aromatski ugljikovodik sa formulom C22H14, koji dakle sadrži 22 atoma ugljika i 14 atoma vodika. Molekula se sastoji od pet linearno povezanih prstenova benzena.

Mikroskop atomske sile koristi oštar vrh koji se molekuli koja se želi istražiti približi na udaljenost manju od jednog nanometra (milijarditi dio metra). Pri ovakvom približavanju se između vrha mikroskopa i atoma molekule javljaju nuklearne sile koje savijaju jednu osjetljivu oprugu, te se tako mogu izmjeriti, prenosi Der Spiegel.

"Atomski oštar vrh"

Leo Gross i njegove kolege su malo po malo pomjerali vrh preko molekule pentacena. Od sila izmjerenih ovakvim skeniranjem nastala je slika koja ima određenu sličnost sa rendgenskim slikama.

Međutim, različite nijanse sive ne predstavljaju materijal koji propušta više ili manje zračenja, nego snagu između vrha mikroskopa i molekule u određenoj mjernoj tačci.

Istraživači koriste mikroskop atomske sile već neko vrijeme, ali im je pogled na unutarnju strukturu molekula na rezoluciji atoma do sada bio skriven. Ovaj proboj je ostvaren uz pomoć veoma posebne molekule, koju su istraživači postavili na vrh mikroskopa. Ovaj "atomski oštar vrh" je bio odlučujući za ovako visoku rezoluciju, kaže IBM-ov istraživač Leo Gross.

Da bi uopšte poboljšali osjetljivost vrha, istraživači su morali riješiti veliki problem: slično kao što se dva magneta koji stoje jedan pored drugog  privlače ili odbijaju, tako se i molekula pomjera ili lijepi na vrh kada joj se ovaj previše približi. Ako se to dogodi, daljnja mjerenja se ne mogu provesti.

Mjerenje molekule trajalo 20 sati

"Da bismo naoštrili naš vrh, ciljano smo dodavali  atome i molekule na vrh uz pomoć manipulacijskih tehnika", kaže Gross. Mjerenja uz pomoć različito pripremljenih vrhova su pokazali da najistaknutiji atom ili molekula vrha imaju odlučujući utjecaj na rezoluciju.

Molekula ugljen-monoksida (CO) na vrhu je napokon donijela željeni uspjeh i proizvela optimalnu rezoluciju na udaljenosti od oko pola nanometra od pentacena.

Eksperimenti su izvođeni pri ultravisokom vakuumu i na minus 268 stepeni Celzija. "Prikupljanje podataka je trajalo više od 20 sati", kaže Fabian Mohn, doktorant pri IBM Researchu. "To je postavilo najviše zahtjeve na termičku i mehaničku stabilnost našeg sistema, kako bi se osiguralo da vrh i molekula ostanu nepromijenjeni tokom cijelog vremena."

Metoda je proboj na području nanonauka, pišu istraživači u časopisu "Science". Ona otvara nove mogućnosti za istraživanje raspodjela naboja u molekulama ili molekularnim mrežama.

Poznavanje tih procesa je općenito vrlo važno za razvoj elektroničkih komponenti. Takve komponente bi u budućnosti mogle omogućiti brže, moćnije i energetski efikasnije procesore i memorijske čipove, piše u novom izdalju njemačkog Der Spiegel.

Prevod: Prevoditeljska agencija Profis

www.profis.ba