ارسال و دریافت دقیق تک مولکول ها

پرتاب و گرفتن توپ فعالیت آشنایی است. اما اگر توپ با چیزی به اندازه یک مولکول کوچک جایگزین شود ، آیا این کار هنوز امکان پذیر است؟ آیا می توان یک مولکول را به یک مکان خاص و از راه دور منتقل کرد و سپس به نقطه شروع پرتاب کرد؟ و سرعت حرکت آن چقدر است؟ محققان دانشگاه گراتس با همکاری دانشمندان از آخن ، آلمان و تنسی ، ایالات متحده این س ،الات را مطرح کردند. این مطالعه به عنوان یک پوشش در شماره فعلی به نظر می رسد علوم پایه.

لئونارد گریل ، رئیس تیم تحقیقاتی در گراتس توضیح می دهد: “با مطالعه حرکت تک تک مولکول ها ، می توانیم ایده ای از فرایندهای فیزیکی و شیمیایی بدست آوریم که به عنوان مثال برای پویایی مولکولی در طی یک واکنش شیمیایی مهم هستند.” در این تحقیق ، محققان با استفاده از نوک تیز میکروسکوپ تونل زنی اسکن ، مولکولهای آلی منفرد (به طول 2 نانومتر) را در یک جهت خاص بر روی سطح نقره تراز کردند. در این جهت گیری خاص ، مولکول ها بسیار متحرک هستند ، حتی در -266 درجه سانتیگراد. “محقق توضیح می دهد:” ما می توانیم نشان دهیم که اگرچه سطح از نظر اتمی صاف است ، اما مولکول ها فقط در یک جهت ، یک ردیف اتم حرکت می کنند. ” .

اگر سپس یک میدان الکتریکی معرفی شود ، نیروهای الکترواستاتیک باعث می شوند که مولکول در یک مسیر کاملاً مستقیم و در هر جهتی حرکت کند – بسته به اینکه نیروهای جذاب یا دافعه عمل می کنند. به این ترتیب تک مولکول ها را می توان در فاصله حداکثر 150 نانومتر با دقت بسیار بالا 01/0 نانومتر ارسال یا دریافت کرد. گریل می گوید: “در طی این فرآیند ، اندازه گیری زمان لازم و در نتیجه سرعت یک مولکول نیز امکان پذیر بود.” معلوم شد که این مقدار ~ 0.1 میلی متر در ثانیه است.

علاوه بر این ، محققان با انتقال موفقیت آمیز یک مولکول بین دو کاوشگر مستقل ، توانستند آزمایش “فرستنده – گیرنده” را انجام دهند. برای انجام این کار ، نوک “فرستنده” یک نیروی دافعه به مولکول وارد می کند ، بنابراین به موقعیت دقیق نوک “گیرنده” منتقل می شود. به این ترتیب ، اطلاعات رمزگذاری شده در مولکول (به عنوان مثال ترکیب اولیه و آرایش اتمی) در مسافت طولانی با دقت مکانی بالا منتقل می شود.

تهیه شده توسط دانشگاه گراتس