Что модно рассмотреть через атомный силовой микроскоп?

Популярная механикаНаука

Круче микроскопа: как отсканировать рельеф молекулы

Олег Макаров

В ответ на вызов дифракционного предела, не позволяющего с помощью стандартных оптических микроскопов разглядывать объекты размером менее длины световой волны, наукой создано уже немало приборов, дающих возможность этот предел обойти. Микроскопы нынешнего поколения позволяют не только разглядывать структуры молекул, но и исследовать пути манипулирования объектами субнаномира.

Говорят, «деньги любят тишину», и, наверное, Швейцария — одна из наилучших иллюстраций к этому тезису. Тишина, размеренность и богатство царят на берегах Цюрихского озера, где в окружении живописных гор живет в основном весьма состоятельная часть человечества. Интересно, однако, что такой же антураж прекрасно (судя по результатам) подходит и большой науке. Здесь же, в Цюрихе, в районе Рюшликон еще с середины 50-х годов прошлого века расположилась одна из одиннадцати на сегодняшний день лабораторий корпорации IBM.

Несмотря на то что название корпорации стойко ассоциируется у большинства с компьютерами, многонациональный научный коллектив Z? rich IBM Research ведет исследования в самых разных областях, в том числе имеющих отношение к фундаментальным основам бытия.

2132c271720271786de257ffaf592f9d.jpg
Именно атомный силовой микроскоп впервые позволил «нащупать» рельеф химических молекул и получить четкое изображение их структуры. Теперь с помощью AFM исследуются атомные связи, а также распределение зарядов и другие внутримолекулярные процессы.

Комплекс выкрашенных в белый цвет малоэтажных зданий, изящный, но непритязательный дизайн внутренних помещений, подвальные этажи для лабораторий, где оборудование любит тишину еще больше, чем деньги в швейцарских банках. Лаборатории, кстати, не производят впечатление очень просторных — свободного места для прогулок маловато. Поначалу с трудом верится, что именно в таких условиях вершится большая наука.

Не больше кулака

Вот и лаборатория, где занимаются низкотемпературной микроскопией с применением сканирующего туннельного (STM) и атомного силового (AFM) микроскопов, совсем крошечная. А ведь именно здесь, в этих стенах впервые удалось получить четкое изображение химической структуры молекулы. Об этом было объявлено осенью 2009 года, и тогда же публике предъявили четкую картинку молекулы пентацена — органического соединения, в молекулярной структуре которого присутствует пять шестиугольных бензольных колец, что, конечно же, выглядело очень зрелищно.

8371bdd8da481dd99d841eb6b51a1a24.jpg
На схеме показано устройство одного из типов атомного силового микроскопа для исследования живых тканей

Собственно, атомы можно было разглядеть с помощью мощных электронных микроскопов и раньше, проблема всегда была в том, что никак не удавалось зафиксировать межатомные связи — слишком они слабы. С использованием AFM задача оказалась решенной.

Лаборатория оборудована под землей — здесь почти не ощущаются вибрации грунта и здания. То, что нам показывают в качестве микроскопа, являет собой сборку из одной сферической и двух цилиндрических камер — все вместе высотой метра полтора. «На самом деле сам микроскоп совсем не такой большой, — объясняют нам сотрудники лаборатории. — Он размером приблизительно с человеческий кулак». Вся остальная конструкция служит для выполнения трех задач. Во-первых, поверхности, на которых исследуются образцы, требуют сверхчистоты, и эта чистота должна поддерживаться на протяжении длительных экспериментов. Для этого с помощью насоса в камере, куда помещают микроскоп, создается высокий вакуум.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Памяти 11 сентября: очерк «Падающий человек» о самом известном снимке теракта в башнях-близнецах в Нью-Йорке Памяти 11 сентября: очерк «Падающий человек» о самом известном снимке теракта в башнях-близнецах в Нью-Йорке

О самом известном снимке теракта в башнях-близнецах в Нью-Йорке

Esquire
Долгие разговоры с незнакомцами могут иметь удивительные последствия Долгие разговоры с незнакомцами могут иметь удивительные последствия

Ожидания людей относительно их взаимодействия с незнакомцами ошибочны

Популярная механика
Ошибка наблюдателя: почему умные камеры не предотвратят резонансные преступления Ошибка наблюдателя: почему умные камеры не предотвратят резонансные преступления

Может ли система видеонаблюдения помочь предотвратить преступления?

Forbes
Последнее Рождество: 3 жутких убийства, совершенные в канун праздника Последнее Рождество: 3 жутких убийства, совершенные в канун праздника

К сожалению, далеко не всякая рождественская ночь оборачивается сказкой

Cosmopolitan
Серийного убийцу «Фантома из Хайльбронна» не могли поймать 16 лет. Просто его никогда не существовало Серийного убийцу «Фантома из Хайльбронна» не могли поймать 16 лет. Просто его никогда не существовало

Следователи 16 лет искали преступника, которого не существовало в реальности

Популярная механика
Почему ночью хочется шевелить ногами — все причины и советы врачей Почему ночью хочется шевелить ногами — все причины и советы врачей

Дискомфорт в ногах, вынуждающий просыпаться и двигать ими, — что это такое?

РБК
Новгородцам XI века приглянулось катание на костяных коньках Новгородцам XI века приглянулось катание на костяных коньках

Катание на коньках было популярно во второй половине XI — начале XIII века

N+1
Читать подано: лучшие книги 2021 года Читать подано: лучшие книги 2021 года

Подборка самых крутых литературных премьер 2021 года

Популярная механика
Илон Маск Илон Маск

Илон Маск стал первым в истории, чье состояние достигло 300 миллиардов долларов

ЖАРА Magazine
Разгадка обратной стороны Луны Разгадка обратной стороны Луны

Факты об обратной стороне Луны, вид которой долгое время был загадкой для ученых

Популярная механика
Рожденная в семье нацистов: как жила Одри Хепбёрн во время войны Рожденная в семье нацистов: как жила Одри Хепбёрн во время войны

Мало кто знает, но Одри Хепбёрн родилась в семье… нацистов. Да-да, именно так!

Cosmopolitan
«Половина несчастий людей связана с тем, что они занимаются не своим делом». Владимир Познер — о необходимости усилий, бизнесе со знаком минус и верности себе «Половина несчастий людей связана с тем, что они занимаются не своим делом». Владимир Познер — о необходимости усилий, бизнесе со знаком минус и верности себе

Владимир Познер — о необходимости усилий и бизнесе со знаком минус

Inc.
Свадьба под дулом пистолета: почему Гитлер женился на Еве Браун перед смертью? Свадьба под дулом пистолета: почему Гитлер женился на Еве Браун перед смертью?

Ева Браун была уверена, что станет женой Гитлера

Cosmopolitan
Льняное масло: польза и вред, советы врача Льняное масло: польза и вред, советы врача

Что нужно знать о льняном масле и какие могут быть от него побочные эффекты?

РБК
Собираемся на Dakar: как готовятся к заездам участники ралли-марафона Собираемся на Dakar: как готовятся к заездам участники ралли-марафона

Вот уже 44 лет «Дакар» — это мечта для многих мальчишек и девчонок

Популярная механика
Елена Летучая: «Секрет крепких отношений в искренности!» Елена Летучая: «Секрет крепких отношений в искренности!»

Елена Летучая рассказала об экоактивизме, секретах красоты и счастливом браке

Cosmopolitan
«Черному зеркалу» — 10 лет. Рассказываем, какие эпизоды сериала воплотились в реальность «Черному зеркалу» — 10 лет. Рассказываем, какие эпизоды сериала воплотились в реальность

Истории из «Черного зеркала», которые казались фантастикой, но стали реальностью

Esquire
Композит на основе древесины зарядил аккумулятор через мышцы Композит на основе древесины зарядил аккумулятор через мышцы

Разработан пьезоэлектрический материал для ультразвуковых зарядных устройств

N+1
Первый роман Тарантино и новый Памук: 10 книг зимы Первый роман Тарантино и новый Памук: 10 книг зимы

Книги, которые действительно заслуживают нашего внимания

РБК
Вопрос имиджа: к чему приведет игнорирование связанных с распространением ИИ рисков Вопрос имиджа: к чему приведет игнорирование связанных с распространением ИИ рисков

Как решить проблему доверия к ИИ?

Forbes
Самая сложная головоломка в мире. Попробуешь разгадать? Самая сложная головоломка в мире. Попробуешь разгадать?

Мы приготовили для тебя задачку, которую называют самой сложной в мире

Cosmopolitan
Почему всегда так сложно выбрать подарок для мужчины? Почему всегда так сложно выбрать подарок для мужчины?

Объясняем, почему подарок для мужика — это всегда квест

Maxim
Праздник вкуса Праздник вкуса

Как выбирать продукты для новогоднего стола

Лиза
Как победить прокрастинацию в обучении Как победить прокрастинацию в обучении

Заядлых прокрастинаторов не пугают даже серьезные последствия их решений

Популярная механика
Кричащий кэмп: каким получился второй сезон «Эмили в Париже» Кричащий кэмп: каким получился второй сезон «Эмили в Париже»

Продолжение сериала о жизни легкомысленной сммщицы в Париже

РБК
Любимые новогодние блюда и напитки СССР, про которые сегодня все забыли Любимые новогодние блюда и напитки СССР, про которые сегодня все забыли

Продукты, которые ели на Новый год в Советском союзе, а теперь предали забвению

Maxim
Би Сатонгун: «Уделяйте внимание вкусу блюда, а не красивой картинке» Би Сатонгун: «Уделяйте внимание вкусу блюда, а не красивой картинке»

Би Сатонгун прилетела в Сильваплану для участия в St.Moritz Gourmet Festival

Bones
50 м² 50 м²

Монохромная квартира по проекту Светланы Хабеевой

AD
10 увлекательных сериалов, основанных на реальных событиях 10 увлекательных сериалов, основанных на реальных событиях

Увлекательные сериалы, сюжеты которых почти никто не выдумывал

Cosmopolitan
Что такое «Ядро Демона» и почему оно так называется? Что такое «Ядро Демона» и почему оно так называется?

Как маленький металлический шар может быть опасным?

Популярная механика
Открыть в приложении