Urządzenia zbudowane z pojedynczych cząsteczek

Urządzenia zbudowane z pojedynczych cząsteczek

Układy składające się z pojedynczych cząsteczek ulokowanych w świadomie wybranym przez naukowca miejscu mogą w przyszłości zostać wykorzystane w nowoczesnych urządzeniach elektronicznych np. sensorach.

Praca na pojedynczych cząsteczkach - o tak małej wielkości, że nawet za pomocą najsilniejszych tradycyjnych (optycznych) mikroskopów nie da się ich zobaczyć - jest jednym z wyzwań, przed jakim stoi nanotechnologia.

Upowszechnienie się nowoczesnych technik obrazowania świata nano, między innymi mikroskopu sił atomowych AFM pozwoliło naukowcom na prowadzenie badań na układach utworzonych przez pojedyncze molekuły.

Eksperymenty prowadzone przez międzynarodową belgijsko-francusko-włoską grupę badawczą, pozwoliły na stworzenie metody umożliwiającej dostarczanie indywidualnych cząsteczek polimeru w ściśle określone miejsce.

Nowa technika wykorzystuje ultramałą złotą końcówkę-sondę mikroskopu AFM, na której powierzchnię naukowcy nanieśli elektrochemicznie polimer akrylowy PNSA (ang. poly-N-succinimidyl acrylate). Powstała w ten sposób nano "szczoteczka" o małej gęstości polimerowych łańcuchów (jedna cząsteczka polimeru na każde 100 nanometrów kwadratowych złotej końcówki mikroskopowej), które miały zostać przeniesione i "zakotwiczone" na powierzchnię innego materiału.

Sonda mikroskopu AFM z dołączonymi łańcuchami polimerowymi jest ustawiana nad wskazanym miejscem płytki krzemowej, tak by mogła zajść reakcja tworzenia wiązania chemicznego pomiędzy grupami aminowymi łącznika osadzonego na krzemie i odpowiednimi końcówką polimeru. Gdy końcówka zostanie ponownie odsunięta od powierzchni krzemionki, następuje zerwanie najsłabszego wiązania tego układu - pomiędzy atomami złota sondy mikroskopu, a atomami łańcucha polimeru. W ten stosunkowo prosty sposób można dostarczyć pojedynczą cząsteczkę w ściśle określony punkt innej powierzchni.

Opracowana przez naukowców technika pozwala na prace nanoinżynieryjne na pojedynczych cząsteczkach.

(lz)