Anketa

Z diskuze...

Reklama

INFO: na icq 409 959 124 alebo Tib0r@zoznam.sk KdeJe - internetový portálSurf.skCS GameWorldBNN

»News

Molekula pod mikroskopom





Vďaka špeciálnym mikroskopom sme mohli pozorovať krásu jednotlivých atómov. Môže sa to zdať zvláštne, ale zobrazenie väčších molekúl na rovnakej úrovni priblíženia nebolo možné - atómy dokážu odolať existujúcim prístrojom, molekuly sú menej robustné. Výskumníci z IBM prišli aj na spôsob zobrazenia molekúl.



Prvé zábery atómov vznikli v 70. rokoch pomocou transmisných elektrónových mikroskopov. Ich vylepšenia dosiahli priblíženie v stupňoch menších ako atóm vodíka. Kým táto technológia funguje pre atómy v mriežke alebo tenkej vrstve, bombardovanie elektrónov ničí molekulovú štruktúru.


Iné technológie využívajú malú sondu v tvare hrotu. Jedna z týchto metód, riadkovací tunelový mikroskop, ňou meria hustotu náboja spojenú s jednotlivými atómami. Mikroskopia atómových síl zasa meria príťažlivú silu medzi atómami vo vzorke a v sonde. Obraz vzniká poskakovaním sondy po atómoch molekuly, podobne ako my získame hmatom obraz o tmavej miestnosti. Obe metódy sú vhodné na vytvorenie obrazu molekúl, nedosiahli však detaily porovnateľné s transmisnými elektrónovými mikroskopmi.


Leo Gross a jeho kolegovia z IBM v Zürichu vylepšili techniku mikroskopie atómových síl a vytvorili najdetailnejší obraz pentacénu, organickej molekuly skladajúcej sa z piatich benzénových jadier.


Molekula je veľmi krehká, vedci ale dokázali zachytiť detaily uhlíkových šesťuholníkov a odhadnúť pozície okolitých atómov vodíka.


Kľúčovým objavom bolo nájdenie spôsobu akým zamedziť sonde mikroskopu prilepiť sa ku krehkej molekule pentacénu kvôli priťahovaniu elektrostatickej a van der Waalsovej sily. Van der Waalsova sila je slabá sila, ktorá vzniká na medzimolekulovej úrovni. Vedcom sa to podarilo pripevnením molekuly oxidu uhoľnatého na koniec sondy, takže do kontaktu s pentacénom prišiel len jeden atóm relatívne neaktívneho kyslíka. Hoci van der Wallsova sila pritiahla koniec sondy k cieľu, kvantovo-mechanický efekt nazývaný Pauliho vylučovací princíp spôsobil, že sa vrátila späť. Elektróny v rovnakom kvantovom stave sa totiž nemôže priblížiť príliš blízko k sebe. Pretože elektróny v molekulách pentacénu a oxidu uhoľnatého sú v rovnakom kvantovom stave, pôsobí na nich malé odporová sila.


Vedci merali odporovú silu zachytenú sondou a vytvorili silovú mapu molekuly. Úroveň dostupného detailu závisí od veľkosti sondy: čím menší je hrot, tým podrobnejší je obraz. Oscar Custance z Japonského národného inštitútu pre výskum materiálov povedal, že obraz je „udivujúci“. Jeho tím už v roku 2007 získal obrazy jednotlivých atómov kremíkového povrchu, podľa jeho slove je však objav IBM „najväčším rozlíšením, ktoré doteraz videl“.


Vedci z IBM veria, že ich technika otvorí dvere superpočítačom, ktorých súčiastky sú tvorené precízne uloženými atómami a molekulami. Práca tiež môže pomôcť ozrejmiť akcie katalyzátorov pri reakciách, čo vedcom umožní pochopiť, čo sa deje na úrovni atómov.


Zdroj: eQuark
 
Design By T!B0