Animovaný film, kde hrají samotné atomy

2. květen 2013

Magazín Leonardo

Z animovaného filmu Chlapec a jeho atom|foto: IBM

Firma IBM je přes 20 let známá svými omračujícími kousky na poli nanotechnologie. Nyní její výzkumníci demonstrovali, že jejich schopnosti manipulovat s jednotlivými atomy a zároveň tyto manipulace monitorovat jsou na takové úrovni, že mohou vytvořit nejmenší možný animovaný film na světě.

Jednotlivé zobrazovací body v políčcích filmu jsou totiž přímo tvořeny samotnými atomy. Přesněji řečeno dvojicemi atomů, které tvoří molekulu oxidu uhelnatého (CO).

Již v roce 1989 firma IBM vytvořila nápis vytvořený z jednotlivých atomů. Šlo o logo IBM o velikosti 20 nanometrů, sestávající z 35 atomů xenonu, umístěných na povrchu niklu. Současný animovaný film má název "Chlapec a jeho atom" a obsahuje 242 políček o rozměrech 25 x 45 nanometrů. Jednoduchý děj zobrazuje schématickou postavu chlapce, který si hraje s malým míčkem, tancuje a skáče na trampolíně.

Vědci dokázali jemně pohybovat všemi molekulami na scéně pomocí tzv. řádkovacího tunelového mikroskopu (STM - Scanning Tunneling Microscop). Tento přístroj váží asi dvě tuny a jeho pozorovací hrot tvoří pouhý jeden atom. Hrot se pohybuje v blízkosti asi jednoho nanometru nad molekulami oxidu uhelnatého na scéně a díky tomu může jakoby tahat nebo naopak postrkovat jednotlivé vybrané částice. Abychom animaci mohli zhlédnout, záběry byly zvětšeny stomilionkrát. Ve filmu hraje asi 10 tisíc molekul oxidu uhelnatého na pozadí tvořeném měděnou destičkou. Samotnou postavu chlapce tvoří asi 120-130 molekul. Aby film mohl vzniknout, museli vědci scénu ochladit na téměř 5 kelvinů, tedy na 5 stupňů nad absolutní teplotní nulu (-268°C).

Řádkovací tunelový mikroskop (scanning tunneling microscope)|foto: IBM

Film vytvářeli čtyři vědci po dobu téměř 200 hodin. Použitá technologie umožní vědcům dále zkoumat možnosti vývoje atomových pamětí, tedy zápisu informace v rámci jednotlivých atomů. Úspěch firmy IBM se téměř okamžitě zapsal do Guinessovy knihy rekordů.