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
Наше и классное! Лучшие российские фильмы 2021 года, которые ты могла пропустить Наше и классное! Лучшие российские фильмы 2021 года, которые ты могла пропустить

Наше кино бывает отличным. Пусть и иногда немного мрачноватым.

Cosmopolitan
Русские адреса Рима Русские адреса Рима

Виртуальная прогулка по итальянской столице

Лиза
Публичная порка как жертвоприношение: с чем связаны проверки артистов и блогеров Публичная порка как жертвоприношение: с чем связаны проверки артистов и блогеров

С чем связаны массовые проверки российских блогеров и артистов

Forbes
Пирамида Солнца. Как бывший автомеханик создал аферу, жертвой которой стал холдинг Баффета Пирамида Солнца. Как бывший автомеханик создал аферу, жертвой которой стал холдинг Баффета

Бывший автомеханик втянул инвесторов в пирамиду

Forbes
К косметологу в 20, 30 и 40 лет: каких процедур требует возраст? К косметологу в 20, 30 и 40 лет: каких процедур требует возраст?

Некоторые процедуры стоит делать как можно раньше, а другие стоит отложить

Cosmopolitan
«Иллюзия правды. Почему наш мозг стремится обмануть себя и других?» «Иллюзия правды. Почему наш мозг стремится обмануть себя и других?»

Любовь — не единственное чувство, которое вынуждает восприятие сбиваться с пути

N+1
Для любителей загадок: лучшие детективные сериалы 2021 года Для любителей загадок: лучшие детективные сериалы 2021 года

Безумно увлекательные детективные сериалы

Cosmopolitan
Для чего нужен витамин С и как его принимать Для чего нужен витамин С и как его принимать

Витамин C — ключевой элемент множества процессов, происходящих в организме

РБК
По напиткам, которые мужчина заказывает в баре, можно узнать о нем всю подноготную! По напиткам, которые мужчина заказывает в баре, можно узнать о нем всю подноготную!

Скажи мне, что ты пьешь, и я скажу, кто ты!

Maxim
О чем надо помнить инвесторам при выборе ESG-стратегии О чем надо помнить инвесторам при выборе ESG-стратегии

Рынок устойчивых инвестиций до сих пор не сбалансирован и имеет ряд проблем

Forbes
«Эй вы там, наверху»: что делать, если у соседей ремонт «Эй вы там, наверху»: что делать, если у соседей ремонт

Как быть, если ремонт соседей затянулся и не дает вам жить?

Psychologies
История бетонного забора с ромбиками История бетонного забора с ромбиками

Esquire разыскал создателя бетонного забора с ромбиками

Esquire
Магнитное экранирование ядра в атоме гелия-3 уточнили на порядок Магнитное экранирование ядра в атоме гелия-3 уточнили на порядок

Физики смогут сделать из гелия-3 стандарт магнитометрии

N+1
Ты меняешься, и он тоже: что надо знать про ПМС в 20, 30, 40 лет Ты меняешься, и он тоже: что надо знать про ПМС в 20, 30, 40 лет

ПМС в 20 лет отличается от ПМС в 40. Разбираемся, в чем отличия

Cosmopolitan
Лучшие зимние забавы детей в СССР Лучшие зимние забавы детей в СССР

Вспоминаем снежные зимы нашего детства, и почему домой нас было не загнать!

Maxim
Знаки судьбы Знаки судьбы

Вещие сны и предчувствия – как научиться видеть и понимать эти сигналы?

Лиза
История компании «Ценципер» История компании «Ценципер»

От культовой реновации Парка Горького до фотовыставок в «Пятерочке»

Inc.
Впечатлила «Игра в кальмара»? Лучшие южнокорейские фильмы с высоким рейтингом Впечатлила «Игра в кальмара»? Лучшие южнокорейские фильмы с высоким рейтингом

Южная Корея и правда подарила нам довольно много отличных фильмов и сериалов

Cosmopolitan
Польза и вред какао: научные данные Польза и вред какао: научные данные

За что какао ценят диетологи и как правильно его пить?

РБК
Какое место человек занимает в пищевой цепи Какое место человек занимает в пищевой цепи

Правильно ли считать, что человек находится на вершине пищевой цепи?

Популярная механика
Рецепт будущего Рецепт будущего

Кухня‑2030: стейки, выращенные в пробирке или напечатанные на 3D‑принтере

Vogue
Какие пластические операции можно сделать только раз в жизни — мнение врача Какие пластические операции можно сделать только раз в жизни — мнение врача

От каких пластических операций эффект останется на всю жизнь?

Cosmopolitan
Из-за чего нас раздражают феминитивы: психологический аспект Из-за чего нас раздражают феминитивы: психологический аспект

Что о феминитивах говорит психология

Psychologies
Фарфоровый кабинет Фарфоровый кабинет

Интерьеры резиденции Langham Nymphenburg

SALON-Interior
Почему дергается глаз и что с этим делать? Почему дергается глаз и что с этим делать?

Как избавиться от нервного тика глаз и когда пора бить тревогу?

РБК
Лига киберчемпионов Лига киберчемпионов

Как россияне впервые выиграли самый престижный турнир Dota 2 The International

Forbes
Физики встроили тихоходку в кубит Физики встроили тихоходку в кубит

Физики поставили рекорд по экстремальности условий выживаемости для тихоходки

N+1
Как быстрее вылечить насморк: 7 советов врача Как быстрее вылечить насморк: 7 советов врача

Как избавиться от насморка и при этом не навредить себе

РБК
Как завести первое в жизни растение и правильно за ним ухаживать Как завести первое в жизни растение и правильно за ним ухаживать

Отрывок из книги «Ботанический заговор» Виктории Базоевой

СНОБ
Открыть в приложении