Sikerült megmozdítani a nanoméretű kerekeket

Német és francia kutatóknak sikerült pásztázó alagút-elektronmikroszkóp segítségével igazolni, hogy vegyi úton előállított, egyetlen molekulából álló, egy nanométernél kisebb átmérőjű kerekeik sík felületen elgördíthetők.

Leonhard Grill (Freie Universität Berlin, Németország) csapata és francia kollégái (CEMES - CNRS Centre d'Elaboration de Matériaux et d'Etudes Structurales , Toulouse, Franciaország) az amerikai  Nature kiadó nanotechnológiával foglalkozó  tudományos folyóiratában (Nature Nanotechnology) számoltak be eredményeikről.
 
A kutatók először vegyi úton egy súlyzóhoz hasonló alakú szénmolekulát hoztak létre, ami két 0,8 nanométer átmérőjű kerékből és az őket összekötő mindössze négy atom hosszú tengelyből állt, majd a szintetizált molekulákat egy réz lapkára spriccelték. Ezután pásztázó alagút elektronmikroszkóppal (STEM) képeket készítettek róluk. A mikroszkóp mindössze egyetlen atomban végződő érzékelő csúcsa kissé elhúzta a molekulákat, és azonnal látszott, hogy azok a tengelyükre merőleges (gördülő) irányban könnyebben elmozdulnak, nem ugrálnak, mint amikor csúszniuk kell a felületen.
 
A STEM egy érzékelő csúcsot mozgat a vizsgált tárgy felett. A csúcsot és az alaplapot elektromos áramkör köti össze, és az elektronok az úgynevezett "alagút effektus" hatására átvándorolnak a csúcsból az alapra. A csúcs mozgása során a kis áram változásokból következtetni lehet a felület tulajdonságaira. A mikroszkóp csak vákuumban működik, és érzékelő csúcsa olyan hegyes, hogy csupán egyetlen atom széles. Olyan ez, mintha az Eiffel tornyot fejjel lefelé lógatva pontosan beállítanák, hogy csúcsa mindössze 1 milliméterre legyen a Champs Élysées sugárút aszfaltjától, majd ezredmilliméteres pontossággal mozgatva elkezdenék végigpásztázni vele a mintát.
 
Grill tudatában van, hogy már mások is készítettek nano-kerekeket. Az újdonság az, hogy kísérleti elrendezésükben azonnal látszik maga az elgördülés. A molekula méretű szerkezetek gyártása, összeszerelése során egyszer még fontos lehet, hogy a gördülés irányfüggő jelenség - olvasható a New Scientist című angol tudományos folyóirat online kiadásában.