نانوراد تتعلم الأدوار

التقدم على الطريق إلى رواية آلات النانو المعقدة

قراءة بصوت عال

في السنوات الأخيرة ، تعامل العلماء مع مجهر المسح النفقي لتحريك الذرات والجزيئات الفردية على السطح وحتى تحريكها للقفز. لأول مرة ، نجح الباحثون في لف عجلة جزيئية على سطح النحاس.

{} 1L

من المحتمل أن يكون هذا هو أصغر نانوراد ممكن يبلغ قطره 0.8 نانومتر فقط (أقل من عشرة ارتفاع ناقص تسعة أمتار) - أي بترتيب المسافات الذرية في البلورات. يبلغ قطر النانوراد حوالي 100000 مرة أقل من قطر شعرة الإنسان ، وفقًا لفريق العلماء في جامعة برلين الحرة و CNRS (المركز الوطني للعلوم العلمية) في تولوز / فرنسا في العدد الحالي لمجلة Nature. تكنولوجيا النانو ".

من الضروري معرفة كيفية تحرك الماكينة النانوية الجزيئية لتطوير تصميمها وتشغيلها. تتيح أحدث النتائج التحكم الدقيق في الحركات الجزيئية وتصميم آلات النانو المعقدة الجديدة.

من أجل تحفيز حركة التدحرج ، يحرك الباحثون الطرف الرفيع من مجهر المسح النفقي ، الذي يتكون الطرف الأقصى منه بشكل مثالي بواسطة ذرة واحدة ، على مسافة بضعة أقطار ذرية فوق جزيء واحد. درجة الحرارة حوالي 25 كيلفن فقط لمنع الحركة الحرارية للجزيئات. يؤدي الجهد الكهربائي بين الطرف والعينة إلى وجود تيار نفق ميكانيكي الكم ، مما يسمح للعلماء بقراءة الحركة الجزيئية مباشرة (في الوقت الفعلي). تُظهر الإشارة الحالية "بصمة" نموذجية لحركة التدوير للتجارب المنجزة. عرض

سطح متموج قليلا اللازمة

بالإضافة إلى أدوار العلماء حول عالم الفيزياء التجريبي النمساوي ليونارد جريل ، يمكن تحقيق قفز الجزيء من موقع امتصاص إلى آخر بطريقة محكومة ويتميز بوضوح عن طريق الإشارة الحالية. من خلال مقارنة المعالجة على الأسطح المختلفة وفي اتجاهات مختلفة ، تمكن الباحثون من إثبات أن وضع تحرك النانوراد يعتمد على بنية السطح: بالنسبة لحركة التدحرج ، يكون السطح المتموج قليلاً ضروريًا ، في حين لا تسمح ذرات السطح المسطحة تمامًا بتدحرج النانوراد.

توضح مقارنة مسارات الجزيئات أثناء التدوير أو القفز اختلافًا جوهريًا: في حين أن الجزيئات مقيدة بشدة في سفرها بمساعدة الطرف ، فإن هذا ليس هو الحال عند القفز. تتوافق هذه الملاحظة مع نمط الحركة: بما أن تحريك طرف المجهر يتم تحريكه عبر الجزيء ويكون بالفعل خلف الجزيء بعد انعطاف واحد في العجلة ، فإن هذا ليس هو الحال عند القفز أو "الدفع" مع الطرف ،

(idw - جامعة برلين الحرة ، 25.01.2007 - DLO)