Vedere l’invisibile, ecco una molecola

Somiglia a un nido d’ape visto con una lente di ingrandimento. In realtà in questo caso la lente, o meglio l’occhio, è la punta nanoscopica di un microscopio a forza atomica, e il nido d’ape è una molecola di  nanografene. In questo modo gli scienziati guidati da Leo Gross dell’Ibm Research – Zurich, sono riusciti a vedere l’invisibile: i singoli legami chimici che tengono insieme gli atomi, apprezzandone le differenze di forza e lunghezza. Un traguardo, come spiegano i riceratori su Science, che potrebbe avere ripercussioni importanti nel campo delle nanotecnologie. 

Per osservare le molecole e i loro legami, gli scienziati le hanno prima fatte assorbire su una superficie di rame, e successivamente le hanno analizzate attraverso il microscopio a forza atomica (Afm). Semplificando, l’immagine del campione in esame viene ricostruita a partire dalle interazioni che avvengono tra il campione stesso e la punta della leva (che ha un raggio di curvatura di pochi nanometri) di cui è dotato il microscopio che sonda il materiale. Senza toccarlo. Infatti, le forze rivelate dalla sonda a distanze nanoscopiche forniscono informazioni preziose, grazie a cui è possibile tracciare una mappa dettagliata del campione esaminato. 

E così ha fatto il team di Gross, mettendo sotto il microscopio molecole come fullereni e idrocarburi policiclici aromatici, dimostrando che oltre la lunghezza dei legami è possibile distinguere anche l’ordine di legame, ovvero la forza che tiene insieme gli atomi. Tutto grazie a una piccola modifica della punta di metallo dell’Afm, ricoperta con una molecola di monossido di carbonio (CO). In particolare gli scienziati hanno osservato come all’aumentare dell’ordine di legame aumentasse anche la repulsione di Pauli (una forza repulsiva a corto raggio), di fatto traducendosi in una maggiore brillantezzadell’immagine al microscopio. Per quel che riguarda la lunghezza dei legami, invece, questa diminuisce all’aumentare dell’ordine di legame. 

Oltre a permettere la caratterizzazione geometrica delle molecole, di studiarne la stabilità e la reattività, il traguardo raggiunto dai ricercatori capeggiati da Gross – commenta Ruben Perez della Universidad Autonoma de Madrid in una perspective sullo stesso numero di Science – ha anche altre applicazioni. Conoscere i dettagli riguardo la lughezza e la forza dei legami chimici è infatti fondamentale per lo sviluppo di nuove tecnologie che vanno dall’ elettronica molecolare al fotovoltaico.

via wired.it

Credit immagine a Ibm Research, Zurich