Tým vědců IBM ve Švýcarsku k zachycení obrazu molekuly použil technologii mikroskopie atomárních sil AFM (Atomic Force Microscopy). Výsledky zveřejněné v magazínu Nature by mohly znamenat obrovský posun na poli nanotechnologií.

"Používáme atomové mikroskopy, abychom zobrazili atomové struktury, které tvoří kostru jednotlivých molekul,“ řekl výzkumník IBM Gerhard Meyer. "Nová technologie nabízí úžasný potenciál pro navrhování komplexních, funkčních struktur a přizpůsobování a studování jejich elektrických a chemických vlastností v atomovém měřítku,” dodal.

Atomový mikroskop AFM měří nepatrné síly, které působí mezi ostrým kovovým hrotem a vzorkem, a na základě zjištěných údajů vytváří reálný obraz. Přístroj dokáže ve vysokém vakuu za velmi nízké teploty (-268 stupňů Celsia) zobrazit chemickou strukturu jednotlivých molekul pentacenu - polycyklického aromatického uhlovodíku.

Poprvé v historii je tak možné prohlédnout skrz elektronový mrak a spatřit atomovou kostru samotné molekuly.

Učebnicový model molekuly pentacenu

Učebnicový model molekuly pentacenu

FOTO: Michael Lowry /IBM Research - Zurich

Pentacen je obdélníková organická molekula sestávající z 22 atomů uhlíku a 14 atomů vodíku, měří na délku 1,4 nanometru. Vzdálenost mezi jednotlivými atomy uhlíku činí pouhých 0,14 nanometru.

Přestože použitou metodou lze zjistit propojení atomů, nelze rozlišit mezi jejich jednotlivými druhy.

Vědecký tým IBM v Curychu (zleva) Nikolaj Moll, Reto Schlittler, Gerhard Meyer, Fabian Mohn a Leo Gross za atomárním mikroskopem.

Vědecký tým IBM v Curychu (zleva) Nikolaj Moll, Reto Schlittler, Gerhard Meyer, Fabian Mohn a Leo Gross za atomárním mikroskopem

FOTO: Michael Lowry /IBM Research - Zurich

"Klíčem k dosažení rozlišení na úrovni atomů je atomově přesný hrot stejně jako stabilita celého systému,“ řekl Leo Gross, lídr vědeckého týmu.

Přínos pro celou chemii

Gross upozorňuje na úžasné možnosti, které vyplývají ze schopnosti poznat molekuly v měřítku, které nemá v historii obdoby.

Naznačuje například budoucnost elektroniky. V tzv. molekulární elektronice by mohly jednotlivé molekuly fungovat jako spínače a tranzistory.

Vědci chtějí postup zkombinovat s podobnou technikou zkoumání molekul, v rámci níž se na vzorek aplikuje nepatrné elektrické napětí, aby zjistili, zda tak budou schopni určit povahu jednotlivých atomů na obrázcích z AFM.

To by znamenalo obrovský přínos pro celou chemii, zejména pak při vyvíjení nových léků.