TEHNOLOGIJA I ZNANOST

Nevjerojatne snimke molekule i njenih atomskih veza

Autor: Ljubica Šaran

Matrix World

IBM-ov tim iz Zuricha je 2012. godine objavio snimke molekula koje su toliko detaljne da se vide atomi i njihove veze koje tvore jedinstveni spoj. Neživa i živa materija iznimno nalikuje jedna na drugu kada se gleda pod mikroskopom. Heksagonalne veze atoma nalikuju na cvijet života i najranije stadije embrionalnog rasta.

Znanstvena studija pod nazivom „Bond-Order Discrimination by Atomic Force Microscopy“ objavljenja u žurnalu Science je napravila pravu malu revoluciju percepciji nama nevidljivih dijelova svijeta u kojem živimo. Nakon što je 2009. godine IBM-ov tim uspio snimiti jednu jedinu molekulu odlučili su napraviti dodatni znanstveni rad koji bi jednom za svagda pokazao kako se ostvaruju atomske veze u pojedinačnim molekulama.

Nanografenska molekula snimljena AFM-om.

Nanografenska molekula snimljena AFM-om. Fotografija vlasništvo IBM-a.

Francuski i španjolski znanstvenici su koristili tehniku koja se naziva AMF – atomic force microscopy ili mikroskopija atomske sile kako bi dobili pravi uvid u strukturu molekula. Čini se da se svi atomi povezuju u takozvanom zlatnom rezu, kao i žive stanice, što pomalo nalikuje na formaciju olimpijskih krugova, no onima koji malo više prate metafiziku, molekule zapravo nalikuju na cvijet života.

Prva generacija AMF mikroskopa.

Prva generacija AMF mikroskopa.

AMF snima molekule zahvaljujući majušnom metalnom vrhu koji je naslonjen na površinu napravljenu od različitih materijala. Kada se metalni vršak pomiče prema ispitnom uzorku snimaju se i mjere sićušni otkloni.

Snimka nanografena drugačije strukture snimljena superosjetljivim vrhom  načinjenim od atoma ugljičnog monoksida.

Snimka nanografena drugačije strukture snimljena superosjetljivim vrhom načinjenim od atoma ugljičnog monoksida.

Molekula pentacena (kemijskog sastava C22H14) je skenirana preko molekula ugljičnog monoksida koji je poslužio kao igla za snimanje. CO je poslužio kao iznimno precizan snimač površina atoma spojenih u molekulu.

Ovakvi eksperimenti moraju biti izolirani od bilo koje vrste vibracija, sobne temperature također stvaraju vibracije na AMF aparatu, pa su se znanstvenici dosjetili da ga drže izoliranog na temperaturi od -268 stupnjeva Celzijeve ljestvice.

Majušni otkloni u regularnom heksagonalnom uzorku ugljičnih veza najviše interesiraju znanstvenike, jer perfektno formiran grafen omogućava gotovo bezgraničnu mogućnost korištenja.

Čudesni olimpicen sa snažnim heksagonalnim vezama koji tvore pet prstenova nalik na Olimpijski znak.

Čudesni olimpicen sa snažnim heksagonalnim vezama koji tvore pet prstenova nalik na olimpijski znak.

Znanstvenici RSC-a su stvorili spoj koji se naziva olimpicen (kemijski sastav C19H12) s molekularnom strukturom koja ima pet heksagonalnih prstena u dva reda (po tome i ime), a sam spoj je zapravo varijacija grafena, te ima još interesantnija svojstva od svog starijeg rođaka. Molekule olimpicena su 100.000 puta tanje od najtanje ljudske kose, te se jedino mogu snimiti AMF tehnikom kako bi se promatrao njihov sastav i način na koji se formiraju atomske veze.

Na slikama koje gledate možete vidjeti pravilne formacije atoma u molekuli, na mjestima gdje atom ima veću gustoću elektrona vidite svjetliju boju, a na mjestima s manjom gustoćom elektrona su prikazana tamnijim bojama.

Izvor:

Atomic Bond Types Clearly Discernible Thanks to Single-Molecule Images

Wiki – Atomic force microscopy

Olympicene, the Smallest Possible Five-Ringed Structure

Wiki – Grafen

Wiki – Pentacen

Bond-Order Discrimination by Atomic Force Microscopy

In world’s first, atomic force microscope sees chemical bonds in individual molecules (w/ video)