Mikroskop

  • 26 сент. 2012 г.
  • 283 Слова
В новый микроскоп IBM видно межатомные связи в молекуле

Научно-исследовательское подразделение IBM Research в Цюрихе опубликовало картинки, которые удалось сгенерировать с помощью сканирующегоатомно-силового микроскопа (АСМ). На изображениях можно различить отдельные атомы углерода в шарообразной молекуле C60. Видны даже химические связи между атомами, то есть перекрывающиеся электронные облака(«размазанные» электроны, в терминологии Шрёдингера).

В 2009 году именно эта группа учёных IBM впервые получила фотографию отдельной молекулы: вот этот исторический снимок молекулы пентацена из пятибензольных колец. Та фотография была сделана при температуре 5°K в сверхвысоком вакууме.

Сейчас учёные значительно увеличили разрешение АСМ, хотя работает он на прежнем принципе. На концечувствительной головки АСМ помещена отдельная молекула угарного газа (CO), которая раскачивается над сканируемой поверхностью. При приближении к «чужим» атомам наша молекула испытывает силы притяжения и слегка меняет амплитудупокачиваний.

Замеряя изменения в амплитуде, АСМ рисует изображение сканируемой поверхности с невероятным разрешением 3 пикометра (3 × 10-12 м), что чуть больше 1/100 от диаметра атома углерода.Синие и зелёные цвета на «фотографии» — это условность.

Столь высокая разрешающая способность микроскопа открывает удивительные перспективы: мы можем своими глазами увидеть, как происходят химические реакциина молекулярном уровне, а также лучше изучить структуру материалов с уникальными свойствами, таких как графен. Теоретически было известно, что атомы углерода в графене и других веществах находятся наразном расстоянии друг от друга и отличаются силой связей: если в том же графене они сильные, то в молекулах, например, ароматических углеводородов связи гораздо слабее, хотя атомная решётка тампохожей гексагональной формы. Теперь мы можем своими глазами увидеть эту разницу.

Лучшее изучение молекулярной структуры продвинет вперёд исследования новых материалов и...
tracking img