grafen.cz technický portál grafen.cz - to jsou nejen nové technologie

A+ A A-

Poprvé rozlišeny vazby v jednotlivých molekulách

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.atom

„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.

tisková zpráva IBM - více v angličtině zde.

Novinky - věda a technika

  • Co má společného mops nebo čivava s vlkem? Na první pohled asi skoro vůbec nic. Přesto je spojuje stejná historie. Psi všech plemen se vyvinuli z vlka. Nejnovější genetické výzkumy odhalují zajímavé detaily.

  • Jules Verne v mnoha svých románech předběhl dobu a předpověděl nejrůznější vědecké novinky. Jak ovšem prokázal knihou Ocelové město, skvělou intuici měl i v oblasti politiky a mezinárodních vztahů. Příběh německého profesora budujícího válečnou mašinérii tak až nepříjemně přesně odpovídá tomu, co se mělo v následujících desetiletích v Evropě odehrát.

  • Už za pár dní nás čeká unikátní podívaná na noční obloze. Tedy pokud bude jasno. V pátek 27. července by mělo nastat nejdelší úplné zatmění Měsíce v tomto století. Nedaleko od zatmělého Měsíce navíc vynikne neobvykle jasný Mars.

  • Výraz tváře se často označuje jako okno do duše. Nakolik četba výrazu pomáhá v psychiatrické diagnostice? Jak se výraz v mozku zpracovává?

  • Vladimír Kolařík spolu se svými spolupracovníky uvedl do života nejmenší prozařovací elektronový mikroskop na světě. Téměř 50 let byl v úzkém kontaktu s profesorem Arminem Delongem, vůdčí osobností brněnského Ústavu přístrojové techniky Akademie věd. Založil firmu, která nese jeho jméno. Kromě toho je taky členem hnutí Rotary. Více se dozvíte v dokumentu Neviditelný svět Vladimíra Kolaříka.

  • Afrika byla v 19. století v kurzu. Na její mapě stále zůstávalo mnoho neznámých míst. Černý kontinent sliboval zdánlivě nekonečnou zásobárnu nerostných surovin i lidských zdrojů. Není divu, že si ji jako dějiště pro jeden ze svých nejúspěšnějších románů vybral Jules Verne. Své hrdiny ji nechal prozkoumat bezpečně seshora, z balónu. Byl by ale vůbec přelet Afriky balónem možný? Co na zápletku říká současná fyzika?

  • Vymře jednou lidstvo? Zatím nevíme. Jisté je, že po každé epizodě velkého vymírání živočichů se otevírá prostor pro nové druhy, které se daným podmínkám lépe přizpůsobí. Až vymření dinosaurů, vládců druhohor, tak pomohlo savcům vyjít na denní světlo. Do té doby se především ukrývali v temných zákoutích, napovídají tomu vědecké studie.

  • Kdesi v zaostalé Transylvánii, zemi upírů a vyvrhelů, se nachází tajemný hrad s neznámým nájemcem. Zhmotňuje se v něm oživlý obraz krásné operní divy, bouří se vášnivá mužská srdce a dějí se podivuhodné věci. Do červené knihovny má ale Vernův Tajemný hrad v Karpatech na míle daleko. Děj je perfektně promyšlený a i z pohledu současných vědců – fyziků, geologů, muzikologů – se dají všechny zápletky logicky vysvětlit.

Copyright © 2010-2018 grafen.cz - všechna práva vyhrazena

Přihlásit nebo Registrovat

PŘIHLÁSIT SE

Registrovat

Registrace uzivatele
nebo Zrušit