Wow! Neue Technik-Peers innerhalb einzelner Moleküle

Ultra-leistungsstarken Mikroskopie kann jetzt innerhalb einzelner Moleküle, enthüllt die Schwingungen der Bindungen zwischen Atomen blicken.

Die Bilder der molekularen Bindungen, heute (5. Juni) in der Zeitschrift Nature beschrieben, wurden erzielt mit einer Licht-basierten Mikroskop Technik, namens Raman-Spektroskopie, die seit fast 100 Jahren existiert. Aber der neue Ansatz verfeinert den Prozess erheblich bessere Ergebnisse zu erzielen.

"Für eine lange Zeit, es schien, wie wieviel räumlicher Auflösung, die Sie tatsächlich mit dieser optischen spektroskopischen Techniken können begrenzt war", sagte Joanna Atkin, ein Physiker an der University of Colorado, einen begleitenden News & Views-Artikel in der Natur schrieb. "Ein paar Leute hatte es geschafft, 4 Nanometer-Auflösung zu besonderen Konditionen zu demonstrieren. Was diese Autoren gezeigt ist, dass sie Subnanometer räumliche Auflösung erreichen konnten."

Doch niemand weiß genau warum die Autoren arbeiten so gut im Vergleich zu bisherigen Versuche gelang es Atkin sagte. [Siehe Bilder der einzelnen Moleküle]

Alte Wurzeln

In der Raman-Spektroskopie traf Teilchen oder Photonen aus einem Laser Moleküle, die bereits bei einer bestimmten Frequenz schwingen. Der Ruck aus dem Laserlicht ändert sich die Schwingungsfrequenz der Atome, einen charakteristischen molekularen Fingerabdruck, der die Arten der Atome und ihre Bewegung zeigt.

Neben der Verwendung von Laserlicht, R. Zhang, brachte ein Physiker an der University of Science and Technology of China und Kollegen einen metallischen Tipp in der Nähe der Moleküle, die lokal Laser-Bereich verbessern kann. Forscher hatten diese Wende in der Vergangenheit versucht und waren in der Lage, Objekte zu lösen, die waren 4 Nanometer oder größer, wo ein Wassermolekül ist weniger als 1 Nanometer.

Aber irgendwie, die derzeitigen Anstrengungen erreicht Subnanometer (weit unter 1 Nanometer) Auflösung – stark genug, um peer in Moleküle und einzelne chemische Bindungen vibrierende anzeigen. (Andere Mikroskope basiert nicht auf Licht Objekte so klein sehen über.)

Es ist noch nicht klar, warum die gegenwärtigen Bemühungen so gut geklappt hat.

"Es gibt allerlei verlockende Hinweise in ihrem Papier von dem, was im Gange sein könnte, aber wir können nicht endgültig sagen," sagte Atkin LiveScience.

Eine Möglichkeit ist, dass die Forscher einfach ein sehr stabiles System mit wenig Vibration hatte. Aber das Team auch bemerkt Lichtemission zwischen der Spitze und der Probe, die irgendwie die bessere Sicht verursachen könnten, sagte Atkin.

In jedem Fall ist es unwahrscheinlich, dass das Team viel besser machen könnte. Bei dieser Vorgehensweise ist es theoretisch möglich, Auflösung bis zu 0,1 Nanometer zu erreichen, an welcher Stelle Elektronen als freie Teilchen fungiert stoppen.

"Es ist auf jeden Fall ein Limit und ich denke, sie sind wahrscheinlich ganz in der Nähe," Atkin sagte.

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