محققانIBM درسوئیس، برای اولین بار توانسته‌اند از یک مولکول منفرد یک تصویرسه‌بعدی بگیرند. این محققان با استفاده از یک میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) یک – نقشه نیرویی – از پنتاسین (یک مولکول آلی که فقط۱/۴ نانومتر طول دارد.) ایجاد کردند.
تصویر برداری سه بعدی از یک مولکول منفرد
محققانIBM درسوئیس، برای اولین بار توانسته‌اند از یک مولکول منفرد یک تصویرسه‌بعدی بگیرند. این محققان با استفاده از یک میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) یک “نقشه نیرویی” از پنتاسین (یک مولکول آلی که فقط۱/۴ نانومتر طول دارد.) ایجاد کردند. این دانشمندان می‌گویند که این پیشرفت یک تحول بزرگ در زمینه میکروسکوپ سطحی است و می‌تواند در رابطه با بررسی واکنش‌های شیمیایی کمک زیادی کند.
میکروسکوپ نیروی اتمی در مورد ساختار اتمی روی سطوح مواد رسانا و عایق بهترین دید را می‌دهد. در این وسیله، یک نوک فلزی تیز برای ایجاد تصاویر مبتنی بر موازنه‌ی نیروهایی کوچک بین سطح نمونه و نوک مذکور، سطح نمونه را پیمایش می‌کند.
اگر چه دانشمندان قبلاً از اتم‌ها تصویربرداری کرده‌اند، اما تصویربرداری از مولکول‌ها بواسطه‌ی شکنندگی‌شان مشکل‌تر است. روش‌هایی از قبیل میکروسکوپ الکترونی عبوری می‌توانند به منظور دیدن اتم‌ها مواد را با الکترون‌ها بمباران کنند، ولی بمباران الکترونی نظم اتم‌ها در مولکول‌ها را از بین می‌برد.
این محققان برای غلبه بر این چالش‌ها، روش میکروسکوپ نیروی اتمی را اصلاح کردند. برای افزایش دقتAFM، دانشمندان نیاز دارند که بتوانند نوک میکروسکوپ را روی سطح نمونه به اندازه‌ی یک نانومتر جابجا کنند. مشکل اصلی در این زمینه این است که ممکن است این نوک از پهلو جابجا شود و یا حتی درنتیجه‌ی نیروهای واندروالس جذب سطح نمونه شوند. برای حل این مشکل، این دانشمندان یک مولکول منفرد مونواکسید کربن (CO) را جایگزین نوک میکروسکوپ‌های نیروی اتمی مرسوم کردند. این نوک خیلی پایدار است و نیروهای واندروالسی بین آن و سطح نمونه، هنگامی که به سطح نمونه خیلی نزدیک می‌شود، بسیار کوچک‌تر هستند.
این محققان با اندازه‌گیری نیروی دافعه‌ی این نوک در هر نقطه، توانستند یک نقشه نیرویی از مولکول پنتاسین ایجاد کنند. آنها برای ایجاد یک تصویر بهتر عملیات را در خلاء‌های بسیار بالا و دمای خیلی پایین(دمای ۵ کلوین) انجام دادند.
نتایج این تحقیق در مجله‌ی Science منتشر شده است.
