Vědci z IBM jako první rozlišili jednotlivé molekulární vazby

Vědci z IBM jako první rozlišili jednotlivé molekulární vazby

Expertům z IBM se poprvé podařilo rozlišit chemické vazby v jednotlivých molekulách pomocí metody známé pod názvem bezkontaktní mikroskopie atomárních sil (AFM). Tyto výsledky posouvají výzkum používání molekul a atomů do oblasti nejmenších rozměrů. Mohly by být důležité při studiu grafenových zařízení, jimiž se v současné době zabývají jak vědci z průmyslového odvětví, tak i výzkumníci z univerzit s cílem uplatnit je např. při vysokorychlostní bezdrátové komunikaci a v elektronických displejích.

„Přišli jsme na dva různé kontrastní mechanismy pro rozlišení vazeb. První spočívá v měření malého rozdílu sil nad vazbami. To jsme sice očekávali, ale byl to velký oříšek,“ prohlásil odborník IBM Leo Gross. „Na druhý kontrastní mechanismus jsme narazili čistě náhodou. Při měření pomocí AFM vykazovaly vazby rozdílné délky. Pomocí opětovných výpočtů jsme zjistili, že příčinou tohoto rozdílu je ohnutí molekuly oxidu uhelnatého na konci hrotu mikroskopu.“

Jak napsali v časopisu Science ze 14. září, pozorovali vědci z IBM Research násobnost a délku uhlíkových vazeb v molekule C60, která je též známá pod anglickým označením „buckyball“ kvůli tvaru fotbalového míče a ve dvou plošných polycyklických aromatických uhlovodících (PAH), které vypadají jako malé vločky grafenu.

Jednotlivé vazby mezi atomy uhlíku se v těchto molekulách nepatrně liší svou délkou a silou. Veškeré důležité chemické, elektronické a optické vlastnosti těchto molekul se odvíjejí od rozdílů vazeb v polyaromatických systémech. Tyto rozdíly byly nyní poprvé odhaleny u jednotlivých molekul i vazeb. Tento poznatek může rozšířit základní chápání na úrovni jednotlivých molekul, což hraje významnou roli při výzkumu nových elektronických zařízení, organických solárních článků a organických světelných diod OLED. Zvláště pak bylo pozorováno uvolňování vazeb v okolí defektů v grafenu a změna vazeb při chemických reakcích a v excitovaných stavech.

Vědci z IBM ve svém dřívějším výzkumu použili mikroskop atomárních sil (AFM) s hrotem, který je zakončen jedinou molekulou oxidu uhelnatého (CO). Hrot osciluje s miniaturní amplitudou nad pozorovaným vzorkem. Tím se měří síly mezi hrotem a vzorkem (např. molekulou) a vytváří se obraz. Zakončení hrotu oxidem uhelnatým funguje jako silná lupa, která odhaluje atomární strukturu molekuly včetně jejích vazeb. Díky tomu mohli vědci detekovat jednotlivé vazby, které se liší pouhými 3 pikometry neboli 3 × 10-12 metru, což představuje asi jednu setinu průměru atomu. Dříve se výzkumnému týmu podařilo zobrazit chemickou strukturu molekuly, ale nepatrné rozdíly vazeb nikoliv. Rozpoznání násobnosti vazeb se přibližuje k hranicím současné rozlišovací schopnosti této metody a rozdíl mezi těmito vazbami také často zastírají jiné vlivy. Vědci proto museli vybrat a syntetizovat molekuly, u nichž bylo možné tyto rušivé vlivy vyloučit.

IBM a nanotechnologie

Vědci se pokoušejí „vidět“ atomy a molekuly a manipulovat s nimi, aby prohloubili lidské poznání a posunuli hranice výrobních možností na úroveň nanometrů. IBM je průkopníkem nanovědy a nanotechnologií od roku 1981, kdy vědci z IBM Research v Curychu Gerd Binnig a Heinrich Rohrer vyvinuli řádkovací tunelový mikroskop.

Za tento vynález, který umožnil zobrazení jednotlivých atomů a později manipulaci s nimi, získali Binnig a Rohrer v roce 1986 Nobelovu cenu za fyziku. Binnig dále v roce 1986 vyvinul AFM, potomka řádkovacího tunelového mikroskopu (STM). STM je obecně považován za nástroj, který otevřel dveře do nanosvěta.

Minulý rok bylo v curyšském kampusu IBM Research otevřeno nové středisko „Binnig and Rohrer Nanotechnology Center“ pro spolupráci v nanovýzkumu na světové úrovni. Toto středisko je součástí strategického partnerství v oblasti nanotechnologií se švýcarskou ETH v Curychu, jednou z předních technických univerzit v Evropě.

Další článek: Steve Wozniak: Ať si každý vyrábí co chce nehledě na patenty

Témata článku: IBM, Mikroskopie, Důležitý poznatek, Gross, Chemická struktura, Molekula, Světelný rok, Mikroskopy, Uhlík, Leo, Atom, Vědec, Oxid, Malý tým, Oxid uhelnatý, Důležité partnerství, Známý fyzik


Určitě si přečtěte

HTTPS byl pouze první krok. Chrome zavádí DoH, tedy šifrované DNS. Dopady mohou být obrovské

HTTPS byl pouze první krok. Chrome zavádí DoH, tedy šifrované DNS. Dopady mohou být obrovské

** Šifrovaný web je dnes už samozřejmost ** Jeden díl skládačky ale ještě chybí – DNS ** Firefox už začal a teď se na šifrované DNS chystá i Chrome

Jakub Čížek | 95

Google dosáhl revolučního milníku v kvantové nadvládě. IBM ale nesouhlasí

Google dosáhl revolučního milníku v kvantové nadvládě. IBM ale nesouhlasí

** Google představil nový kvantový čip s 53 qubity ** Oznámil, že díky němu lidstvo poprvé dosáhlo kvantové nadvlády ** IBM toto tvrzení zlehčuje

Karel Javůrek | 15

Co všechno se spouští se startem Windows a proč by vás to mělo zajímat

Co všechno se spouští se startem Windows a proč by vás to mělo zajímat

** Společně s operačním systémem se spouští řada aplikací a služeb ** Mohou mít negativní dopad na celkovou dobu startu Windows ** Jak získat kontrolu nad automaticky spouštěnými programy?

Karel Kilián | 57

Už desítky let se pokoušíme odposlouchávat mozek. Rusům se podařil kousek, ze kterého vám spadne brada

Už desítky let se pokoušíme odposlouchávat mozek. Rusům se podařil kousek, ze kterého vám spadne brada

** K odposlechu mozků používáme EEG ** To má ale žalostné informační rozlišení ** Rusům pomohla počítačová neuronová síť

Jakub Čížek | 28

Windows 10 podle našich čtenářů: Poslali jste nám skoro 300 nápadů, jak je vylepšit

Windows 10 podle našich čtenářů: Poslali jste nám skoro 300 nápadů, jak je vylepšit

** Microsoft aktualizuje Windows 10 dvakrát ročně ** Jenže praktických novinek už není tolik jako dříve ** Poslali jste nám skoro 300 tipů, co by se měly Desítky ještě naučit

Jakub Čížek | 139


Aktuální číslo časopisu Computer

Megatest 20 procesorů

Srovnání 15 True Wireless sluchátek

Vyplatí se tisknout fotografie doma?

Vybíráme nejlepší základní desky