Molekulė iš arti

Technologija gali pravesti kuriant naujus darinius molekulių lygmenyje, pradedant elektronika ir baigiant vaistais.

Kompanijos „IBM” Ciūricho Tyrimų padalinio komanda pasinaudojo prietaisu, žinomu kaip atominės jėgos mikroskopas (AJM). Jis atrodo kaip miniatiūrinė pasaga, kurios viena atšaka pravedama labai arti skenuojamo objekto, o kita – tolėliau.

Kai „pasaga” vibruoja, arčiau objekto esančios atšakos dažnis pradeda nežymiai keistis, jai artėjant prie molekulės, tuo tarpu tolimesnės atšakos dažnis išlieka nepakitęs. Išmatavę dažnių skirtumą, mokslininkai gali tiksliai pasakyti, kaip arti molekulės kiekvienu momentu yra artimesnioji mikroskopo atšaka. Tokiu būdu gaunamas tikslus molekulės struktūros vaizdas.

Tokiems matavimams būtinas maksimalus tikslumas. Jį mažina net ir tokie veiksniai, kaip klajojančių dujų molekulių poveikis bei bendrasis atomų „bruzdėjimas”, būdingas kambario temperatūros objektams, todėl matuojamas objektas turi būti laikomas vakuume ir dideliame šaltyje.

Įprastinio atominės jėgos mikroskopo atšakų galiukai nėra pakankamai užaštrinti, kad pajėgtų fiksuoti atskirų atomų struktūrą. Todėl Ciūricho specialistai atšakas patobulino, jų galuose įtaisydami viso labo po vieną mažą molekulę, sudarytą iš anglies ir deguonies atomo.

Pagerintas AJM, išbandytas su pentaceno molekule, išryškino ne tik jungtis tarp atskirų jos atomų, bet ir jungtis su vandenilio atomais molekulės periferijoje.

Eksperimentą atlikusi komanda taip pat yra ir pirmoji, sugebėjusi išmatuoti atskiro atomo krūvį. Leo Grossas, molekulės matavimams vadovavęs „IBM” mokslininkas su kolegomis planuoja sujungti abi technologijas ir molekules įžvelgti kaip niekad ryškiai. Toks pasiekimas duotų naudos molekulinėje elektronikoje – srityje, kuri kol kas egzistuoja tik teorijoje ir leidžia atskiras molekules įdarbinti kaip jungiklius ar tranzistorius.

Nors naujoji technologija atskiria cheminius atomų ryšius, ji dar negali užfiksuoti skirtingo tipo atomų. Mokslininkai tikisi tai pasiekti sujungę patobulintą AJM ir į jį panašų tunelinį skenuojančio zondo mikroskopą (pastarajame per mėginį leidžiama silpna elektros srovė). Jei triukas suveiktų, jį būtų galima pritaikyti visose chemijos srityse, o ypač – sintezės chemijoje, taikomoje kuriant naujus vaistus.