Свяжитесь с нами
 

Инновации Как умеют манипулирования молекулами

22 июля 2018 | Автор: admin | Просмотров: 236
…Прошло более 30-ти лет с тех пор, как учёные научились перемещать атомы. Однако манипулировать молекулами оказалось намного сложнее.

Если нанотехнология захватила наше воображение, то речь, скорее всего, идёт о так называемой молекулярной нанотехнологии. В которой наноразмерные «машины» собирают объекты «атом за атомом или молекула за молекулой». У нанотехнологии уже есть 30-летняя история, когда в 1990 году Дон Эйглер из компании IBM при помощи сканирующего зондового микроскоп выложил из атомов ксенона аббревиатуру «I B M», чем наглядно продемонстрировал возможность манипулирования отдельными атомами.

В то время как манипуляция атомами имеет давнюю историю, в манипуляции молекулами имеется значительно меньше достижений и существует ещё много проблем. Однако на этом фоне есть успехи. В частности, группа ученых из Германии сумела повернуть и зафиксировать молекулу в положении, в котором она в естественных условиях никогда не находится. Учёные сумели заставить молекулу полимера PTCDA принимать на серебряной пластинке вертикальное положение и стать одноэлектронным полевым эмиттером, в котором эмиссия электронов включается электростатическим полем.
В исследовании, описанном в журнале «Природа» (Nature), ученые из Института Питера Грюнберга, Германия, смогли использовать сканирующий зондовый микроскоп, чтобы получить молекулу PTCDA (органический краситель, органический полупроводник) в форме тромбоцита (которая структурно связана с графеном) стоять вертикально на серебряной пластинке, а не в её предпочтительном положении: лежащеё на поверхности. Результаты могут послужить важным шагом в попытке сделать молекулярную нанотехнологию реальностью и, таким образом, привести к другим «прорывным» технологиям.
Как умеют манипулирования молекулами

На рисунке показана молекула PTCDA, расположенная вертикально на серебряной пластине (слева). Обычно молекула лежала бы ровно на слое атомов серебра (справа)
Данная самая свежая работа - это накопление десятилетних исследований в области манипулирования молекулами с помощью сканирующего зондового микроскопа (SPM). По словам руководителя группы SPM в Институте Питера Грюнберга, на этом пути было несколько важных событий. Самые ранние из них, достигнутые в 2008 году, позволили очень точно обеспечить контакт кончика зонда микроскопа с молекулой. Этот очень точный контакт обеспечил необходимый контроль для изучения возможностей контролируемой манипуляции молекулами. Еще одно недавнее важное достижение – ученые научились манипулировать молекулами «вручную», что сделало процесс манипуляций более точным. Молекула PTCDA, которая использовалась в экспериментах, имеет химическую структуру, которая позволяет ей точно контактировать с кончиком зонда SPM. В углах этой почти прямоугольной молекулы имеется четыре атома кислорода. Хотя эти структурные свойства делают молекулу PTCDA благоприятной для манипуляции, учёные полагают, что есть другие молекулы, которые имеют сходную химическую структуру, и с которыми тоже можно было бы контактировать кончиком зонда SPM и, следовательно, манипулировать ими.
Конечно, этот важный шаг в молекулярной нанотехнологии, наверное, возбудит воображение тех, кто является сторонником этой научно-технической области. Однако авторы статьи считает, что влияние этой работы выходит далеко за рамки этого. Данное исследование открывает новую область так называемых метастабильных конфигураций, в которых нано система сохраняет положение, отличное от её наименьшей энергии. В данном случае молекулы не ложатся на поверхность, как диктуют законы термодинамики.

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Добавление комментария

Имя:*
E-Mail:*
Введите два слова, показанных на изображении: *