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
Мультишеф Мультишеф

Вопрос не в том, что ты делаешь что-то не то, главное — зачем вообще это делаешь

Bones
Акции Virgin Galactic выстрелили после полета Брэнсона: пора ли их покупать Акции Virgin Galactic выстрелили после полета Брэнсона: пора ли их покупать

Ричард Брэнсон опередил Джеффа Безоса, первым слетав на границу космоса

Forbes
Приглашение на корпоратив Приглашение на корпоратив

Благотворительность в России превратилась в полноценный рыночный сектор

Robb Report
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
Меню для свидания: что лучше заказывать и как правильно это есть Меню для свидания: что лучше заказывать и как правильно это есть

Как себя вести на романтической встрече и что лучше заказывать на свидании

Cosmopolitan
Что такое анорексия: симптомы, причины, лечение Что такое анорексия: симптомы, причины, лечение

Что вызывает анорексию, каковые её последствия и как её вылечить?

РБК
Вавилов и шефы Вавилов и шефы

Коллекция растений Вавилова — это гарантия продовольственной безопасности

Bones
Геронтологи научились измерять биологический возраст голых землекопов Геронтологи научились измерять биологический возраст голых землекопов

Исследователи создали часы, по которым можно оценивать возраст голого землекопа

N+1
Гарри Поттеру пора читать другие книги, а Кэрри Брэдшоу — вернуться в реальность: Андрей Подшибякин — о буме реюнионов и манипуляции нашей ностальгией Гарри Поттеру пора читать другие книги, а Кэрри Брэдшоу — вернуться в реальность: Андрей Подшибякин — о буме реюнионов и манипуляции нашей ностальгией

Бесконечные ремейки и реюнионы напоминают встречу со старыми одноклассниками

Esquire
Наночастица помогла лазеру быстрее разогнать ионы газа Наночастица помогла лазеру быстрее разогнать ионы газа

Что происходит при облучении лазерным импульсом наночастиц в атмосфере гелия

N+1
Фонтан «Плюющиеся лидеры». Парк Презикхааф, Арнем, Нидерланды Фонтан «Плюющиеся лидеры». Парк Презикхааф, Арнем, Нидерланды

Испанец Фернандо Санчес Кастильо не смог установить этот фонтан у себя на родине

Дилетант
Под какао и мандарины: 14 рождественских фильмов на Netflix Под какао и мандарины: 14 рождественских фильмов на Netflix

Киномарафон классических (а то и приторных) праздничных фильмов

Esquire
«Если водителям хватает глаз для управления машиной, автопилоту Tesla будет достаточно одних лишь камер» «Если водителям хватает глаз для управления машиной, автопилоту Tesla будет достаточно одних лишь камер»

В погоне за прогрессом Tesla отказалась от радаров в некоторых электрокарах

VC.RU
Если дома холодно: 5 оптимальных типов обогревателей для разных ситуаций Если дома холодно: 5 оптимальных типов обогревателей для разных ситуаций

Какой из обогревателей лучше выбрать? Изучаем на примере разных условий

CHIP
Живые и искусственные ёлки: какие вредят экологии больше и что с ними делать после Нового года Живые и искусственные ёлки: какие вредят экологии больше и что с ними делать после Нового года

Как сказываются на окружающей среде искусственные и живые ёлки?

VC.RU
Как противостоять хейтерам Как противостоять хейтерам

Чтобы обзавестись хейтерами, не обязательно становиться популярным

GQ
Смерть всерьез: 9 реальных трагедий на съемочной площадке Смерть всерьез: 9 реальных трагедий на съемочной площадке

Трагические истории, произошедшие прямо на съемках

Cosmopolitan
Шальные деньги изменили идею: для чего создавали NFT и почему в 2021 году столько об этом говорят Шальные деньги изменили идею: для чего создавали NFT и почему в 2021 году столько об этом говорят

Как NFT мог упростить авторское право?

VC.RU
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
Конфуз года: Боня, Бузова и другие звезды, которые попались на фотошопе в 2021-м Конфуз года: Боня, Бузова и другие звезды, которые попались на фотошопе в 2021-м

Кого из российских звезд подписчики уличили в фотошопе

Cosmopolitan
Специальный проект — Гороскоп 2022 Специальный проект — Гороскоп 2022

Астрологический прогноз на весь 2022 год

Vogue
Зеленый свет: рисуем стрелки неоновым лайнером к Новому году и Рождеству Зеленый свет: рисуем стрелки неоновым лайнером к Новому году и Рождеству

Подвести глаза неоновым зеленым лайнером. Уже испугалась?

Cosmopolitan
На войне как на войне: как запах свежескошенной травы защищает ее от опасностей На войне как на войне: как запах свежескошенной травы защищает ее от опасностей

Зачем нужен запах свежескошенной травы?

Популярная механика
Одинокий изобретатель против автогигантов: история Роберта Кернса, у которого Ford cкопировала «дворники» Одинокий изобретатель против автогигантов: история Роберта Кернса, у которого Ford cкопировала «дворники»

Создатель современных стеклоочистителей для машин десятки лет судился с Ford

VC.RU
Одним махом Одним махом

Как гиперзвуковые технологии меняют мир и почему Россия «впереди планеты всей»

Популярная механика
Итоги года: лучшая научная фантастика 2021 Итоги года: лучшая научная фантастика 2021

Интересные фантастические книги, которые нам принес 2021 год

Популярная механика
77 м² 77 м²

Квартира с круговой планировкой по проекту Анастасии Хальчицкой

AD
Возвращение легенды: кто и зачем строит копии затонувшего Титаника Возвращение легенды: кто и зачем строит копии затонувшего Титаника

Хотите забронировать себе круиз на "Титанике"?

Популярная механика
«Meta явно не будет одна в этом забеге»: как работает китайская метавселенная от Baidu «Meta явно не будет одна в этом забеге»: как работает китайская метавселенная от Baidu

Виртуальными мирами занялись не только в США

VC.RU
Открыть в приложении