„Vidíme“ molekuly a atomy

1. říjen 2012
Viditelné vazby mezi jednotlivými atomy uhlíku

Technologie v oblasti využití atomových struktur došla tak daleko, že vědci mohou manipulovat s vazbami jednotlivých molekul. A mohou také zapisovat informaci do jednotlivých atomů.

Výzkumníkům firmy IBM se díky dnes už standardní metodě, tzv. bezkontaktní mikroskopii prostřednictvím atomových sil, podařilo zviditelnit molekulu nanografenu a dalších uhlíkových molekul včetně vazeb mezi jednotlivými atomy uhlíku. Mikroskop, který používali (Atomic Force Microscopy, AFM) pracuje díky těsnému přiblížení speciálně připraveného nanoskopického hrotu ke zkoumaným molekulám a molekulárním strukturám. V tomto případě byl hrot mikroskopu zakončen jedinou molekulou oxidu uhelnatého.

Vědci, kteří pracují pro IBM, nedávno v časopise Science prezentovali detailní analýzu chemických vazeb v rámci sféricky zacyklené molekuly C60, která má tvar podobný fotbalovému míči, říká se jí proto „fotbalén“. Anebo také podle objevitele tohoto tvaru Buckminstera Fullera „buckyball“. Dalšími pozorovanými a analyzovanými molekulami byly některé polycyklické aromatické uhlovodíky, které svým tvarem připomínají rovinné plátky nebo segmenty grafenu. Z pozorovacích dat bylo možné vyčíst sílu každé vazby a také její délku.

Analýza těchto detailů je mimořádně důležitá pro odhalení chemických, elektrických a popř. i optických vlastností daných molekul a pro vytvoření součástek a materiálů, které se z těchto prvků budou skládat. Tento základní výzkum proto bude mít bezprostřední význam pro konstrukci nových typů displejů, solárních článků nebo součástek pro bezdrátovou komunikaci. Téměř vše, co se bude týkat grafenových nebo podobných uhlíkových materiálů, lze totiž z konkrétních vlastností jednotlivých vazeb mezi uhlíkovými atomy odvodit.

Australští vědci z Univerzitě v Melbourne prakticky současně v časopise Nature oznámili, že se jim povedlo zapsat informaci o velikosti jednoho kvantového bitu (qubitu) do jediného atomu fosforu. Ten byl spřažen s jednoelektronovým tranzistorem na křemíkovém čipu. Stalo se tak díky mikrovlnným pulsům, které měnily spinový stav dotyčného elektronu, tedy směr jeho magnetického momentu.

<p><iframe width="610" height="343" src="https://www.youtube.com/embed/veDS0D8lEoM" frameborder="0" allowfullscreen></iframe></p>

Zdroje: PhysOrg (atomy), Physorg (molekuly)

Spustit audio
autor:Pavel Vachtl
  • Technologie
  • atom
  • vazba
  • mikroskop