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
Мэтт Смит – об Ане Тейлор-Джой, злодеях и судьбе Мэтт Смит – об Ане Тейлор-Джой, злодеях и судьбе

Интервью с британским актером Мэттом Ситом

GQ
Сохраняйте спокойствие Сохраняйте спокойствие

Спокойствие — мощный способ достижения успеха в жизни

kiozk originals
Как противостоять хейтерам Как противостоять хейтерам

Чтобы обзавестись хейтерами, не обязательно становиться популярным

GQ
Краткая история времени Краткая история времени

От Большого взрыва до черных дыр

kiozk originals
Как запустить процесс коллективного воображения и эффективно генерировать идеи Как запустить процесс коллективного воображения и эффективно генерировать идеи

Отрывок из книги «Машина воображения» — о том, как генерировать идеи

СНОБ
VIP деятельности VIP деятельности

Дмитрий Брейтенбихер о том, как банки перестраиваются в цифровом мире

Esquire
Москва. Футбол. Мечты. Как живут молодые игроки “Динамо”? Москва. Футбол. Мечты. Как живут молодые игроки “Динамо”?

Давайте знакомиться с «Динамо» через его основных игроков

Esquire
Конский хвост XXL: 12 крутых вариантов самой модной прически сезона Конский хвост XXL: 12 крутых вариантов самой модной прически сезона

Одна из самых модных причесок сезона — конский хвост XXL

Cosmopolitan
Объятия, унижения, игнор: как вели себя звезды, увидевшись впервые после развода Объятия, унижения, игнор: как вели себя звезды, увидевшись впервые после развода

Какая она — звездная встреча после развода?

Cosmopolitan
Герасим и топор, или Преступление без наказания Герасим и топор, или Преступление без наказания

Вероятно, это самое знаменитое описание преступления в мировой литературе

Дилетант
Как увеличить губы без уколов при помощи тейпов — новый тренд соцсетей Как увеличить губы без уколов при помощи тейпов — новый тренд соцсетей

Тейп-липс — рассказываем о новом бьюти-поветрии из инстаграма

Cosmopolitan
Палеогенетики секвенировали древнюю ДНК из пропитанных смолой отложений Палеогенетики секвенировали древнюю ДНК из пропитанных смолой отложений

В плейстоценовых отложениях хорошо сохраняется древняя ДНК

N+1
Инструкция по достижению невозможного: как решать любые задачи с помощью нейробиологии Инструкция по достижению невозможного: как решать любые задачи с помощью нейробиологии

Отрывок из книги Стивена Котлера «Невозможное как стратегия»

Inc.
Александр Осипов: « Персонал должен уметь распознавать цифровых мошенников» Александр Осипов: « Персонал должен уметь распознавать цифровых мошенников»

Почему важно инвестировать в обучение сотрудников информационной безопасности

РБК
Что такое NFT: объясняем простыми словами Что такое NFT: объясняем простыми словами

Что такое NFT, как их создать, и как зарабатывать на NFT?

CHIP
Кремниевая механика: как достигается атомная точность хода часов Кремниевая механика: как достигается атомная точность хода часов

В учебниках каменный, бронзовый и железный века сменятся веком кремния

Популярная механика
Преимущество грамотных: почему русскому языку не нужна реформа, но нужен новый свод Преимущество грамотных: почему русскому языку не нужна реформа, но нужен новый свод

Что на самом деле стоит за новым сводом правил в русском языке

Forbes
Машинное отделение: что хорошего современные бьюти-аппараты могут сделать с кожей и лицом Машинное отделение: что хорошего современные бьюти-аппараты могут сделать с кожей и лицом

С чего начать погружение в мир бьюти-аппаратов?

Esquire
«Краткая история Европы» «Краткая история Европы»

Отрывок из книги «Краткая история Европы» — о победе науки над церковью

N+1
«Перестаньте жалеть тех, кто об этом не просил»: как я живу с одной рукой «Перестаньте жалеть тех, кто об этом не просил»: как я живу с одной рукой

Меня зовут Александра Вяткина и у меня с рождения отсутствует одна рука

Cosmopolitan
Су-34: долгая история новейшего российского бомбардировщика Су-34: долгая история новейшего российского бомбардировщика

История Су-34 — тактического фронтового бомбардировщика

Популярная механика
Нейросети, роботы, дополненная реальность: гид по международной биеннале Нейросети, роботы, дополненная реальность: гид по международной биеннале

Масштабный проект, объединяющий ученых и художников, работающих с медиа

Esquire
На месте ядерных катастроф принято высаживать подсолнухи. Но зачем? На месте ядерных катастроф принято высаживать подсолнухи. Но зачем?

Как подсолнухи помогают собирать радиацию?

Популярная механика
Новая сексуальная жизнь в новом году Новая сексуальная жизнь в новом году

Полезны советы про секс или вредны — рассказывает семейный психолог

Psychologies
Женщины на госслужбе в России реже, чем мужчины, получают высокие должности Женщины на госслужбе в России реже, чем мужчины, получают высокие должности

Женщины на госслужбе занимают высокие должности намного реже, чем мужчины

Forbes
Универсальный актёр Универсальный актёр

Николай Черкасов мог сыграть кого угодно

Дилетант
Роботы в лабиринте Роботы в лабиринте

SubT — конкурс между роботами, способными самостоятельно исследовать подземелья

Популярная механика
Юркие люди Юркие люди

Своих героев Анна Лужбина называет юркими людьми

Esquire
Английский язык Милы Кунис и самоликвидирующиеся нейроны: секреты нейропластичности Английский язык Милы Кунис и самоликвидирующиеся нейроны: секреты нейропластичности

Отрывок из книги «Живой мозг» о том, как пластичность мозга меняется с возрастом

Forbes
Открыть в приложении