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
На страже галактики На страже галактики

Как фильмы о будущем в космосе и киберпространстве вдохновляют дизайнеров

Vogue
Бот расист, хам и сексист: чего еще ждать от искусственного интеллекта Бот расист, хам и сексист: чего еще ждать от искусственного интеллекта

Что нового в искусственном интеллекте?

Популярная механика
Диана Анкудинова, Ирина Поник. Не такая, как все Диана Анкудинова, Ирина Поник. Не такая, как все

За плечами восемнадцатилетней Дианы Анкудиновой победа в шоу «Ты супер!» на НТВ

Коллекция. Караван историй
8 побегов 8 побегов

Энтони Ролт 8 раз пытался сбежать из немецких лагерей, один раз — на самолете!

Популярная механика
Пасть порву! Лучшие фильмы и сериалы о  непримиримой женской вражде Пасть порву! Лучшие фильмы и сериалы о  непримиримой женской вражде

Фильмы и сериалы, в которых конфликт разгорается между женщинами

Cosmopolitan
Поверила в себя Поверила в себя

Юлия Снигирь рассказала, как персонаж заставил ее пересмотреть отношение к себе

Grazia
Одно лицо! Знаменитости, у которых есть куклы-двойники Barbie Одно лицо! Знаменитости, у которых есть куклы-двойники Barbie

Знаменитые красавицы, у которых есть настоящие мини-копии.

Cosmopolitan
Экологически чистое зазеркальное молоко Экологически чистое зазеркальное молоко

Макмиллан предложил название новому виду катализа — органокатализ

Наука и жизнь
Темная материя из первичных черных дыр с широким спектром масс примирила наблюдения с теорией Темная материя из первичных черных дыр с широким спектром масс примирила наблюдения с теорией

Модель темной материи объясняет многие несостыковки астрономических наблюдений

N+1
Так плохо, что даже хорошо: пять самых критикуемых моделей BMW Так плохо, что даже хорошо: пять самых критикуемых моделей BMW

Дизайн современных BMW давно стал предметом ожесточенных споров

Playboy
Модный Новгород Модный Новгород

Великий Новгород: современный и неисхоженный

Отдых в России
Идет игра Идет игра

Если виртуальная реальность это будущее, для игроков в онлайн-игры оно наступило

Vogue
От железного фаллоса до шествия в гробах: 12 самых диких праздников мира От железного фаллоса до шествия в гробах: 12 самых диких праздников мира

Приготовься к культурному шоку, мы подобрали топ самых безумных праздников мира

Playboy
Итак, вы внутри матрицы: какую рекламную кампанию развернули создатели Итак, вы внутри матрицы: какую рекламную кампанию развернули создатели

“Матрица” стирает границы между реальностью и симуляцией — не только в фильмах

Esquire
На берегах Волги На берегах Волги

Памятники природы и волжские просторы – основа для развития туризма

Отдых в России
Ретроградная Луна: что будет, если спутник Земли начнёт вращаться в обратном направлении Ретроградная Луна: что будет, если спутник Земли начнёт вращаться в обратном направлении

Что произошло бы, если бы Луна обладала ретроградным движением?

Популярная механика
Какие заболевания в старости ждут супергероев: ученые все рассчитали Какие заболевания в старости ждут супергероев: ученые все рассчитали

Какие заболевания могут ожидать персонажей киновселенной Marvel в будущем

Популярная механика
Нас догонят Нас догонят

Иван Давыдов о сериале «След»

Weekend
Торжественно клянусь: Хейли Бибер и другие звезды о новогодних обещаниях Торжественно клянусь: Хейли Бибер и другие звезды о новогодних обещаниях

Многие не только загадывают желания, но и дают себе обещания в Новогоднюю ночь

РБК
7 самых интересных мест в Солнечной системе, где может существовать жизнь 7 самых интересных мест в Солнечной системе, где может существовать жизнь

Солнечная система полна потенциальных мест, в которых могут выживать микробы

Популярная механика
Бык vs корова Бык vs корова

Среди ценителей гриля новый тренд - выбирать мясо молочных пород

Men’s Health
Всё о ВИЧ и СПИД: 8 вопросов эксперту Всё о ВИЧ и СПИД: 8 вопросов эксперту

Как защититься от ВИЧ, что делать, если произошел контакт и можно ли вылечиться?

РБК
Цифровой детокс: когда он становится необходимостью? Цифровой детокс: когда он становится необходимостью?

Почему нам нужно порой отказываться от Интернета?

Psychologies
Как пережить праздники без последствий: 5 принципов Как пережить праздники без последствий: 5 принципов

Всем известно, что за праздничным столом удержать себя в руках почти невозможно

Cosmopolitan
Читай по губам: что форма губ говорит о твоем характере Читай по губам: что форма губ говорит о твоем характере

Как же вычислить характер человека по форме губ

VOICE
C переменным успехом C переменным успехом

Как стилист и блогер Рената Харькова решила стать адептом виртуальной моды

Vogue
Устройство паровой машины: из чего состоит знаменитая машина из стимпанка Устройство паровой машины: из чего состоит знаменитая машина из стимпанка

Сегодня мы расскажем об устройстве паровой машины

Популярная механика
Миром правят деньги: 9 фильмов про миллионеров, которые стоит посмотреть Миром правят деньги: 9 фильмов про миллионеров, которые стоит посмотреть

Герои этих фильмов вызывают зависть, мотивируют, возмущают

Playboy
10 лучших сериалов 2021 года 10 лучших сериалов 2021 года

Рейтинг лучших сериалов 2021 года

Esquire
Открыть в приложении