תמונות ראשונות: כך נראית מולקולה

יותר קרוב מזה ויותר קטן מזה, עין אדם טרם ראתה. אתם מביטים בתמונה הראשונה אי פעם של מבנה המולקולה הבודדת. מדענים של IBM הפועלים במעבדה בציריך, פרסמו בסוף השבוע את התמונה הזו, המציגה מולקולה של פנטאצין (Pentacene). 

מולקולת פנטאצין (צילום: IBM)

ליאו גרוס, פביאן מוהן, ניקולאי מול פיטר ליליארוט וגרהארד מאייר השתמשו במיקרוסקופ כוח אטומי (AFM), כדי לייצר תמונה המציגה את מבנה המולקולה. מיקרוסקופ כוח אטומי עושה שימוש בחיישן חד וזעיר אותו מקרבים המדענים עד למרחק כחצי ננומטר מפני החומר שאותו הם מבקשים לדמות. במרחקים זעירים כאלה מתחילים לפעול כוחות שונים בין המולקולה לחיישן: כוחות מגנטיים, כוחות חשמליים וכיוב'. אותם כוחות יוצרים תזוזות בחיישן המעבירות שדרים למכלול המיקרוסקופ. המיקרוסקופ מסוגל לתרגם את התזוזות הללו לשינויים בפני השטח של המולקולה וכך לצייר את המבנה שלה.

פנטאצין היא מולקולה אורגנית מלבנית, המורכבת מ-22 אטומים של פחמן ו-14 אטומים של מימן. אורכה של המולקולה הוא 1.4 ננומטר ואורכו של המרווח בין אטום לאטום הוא 0.14 ננומטר, כלומר, קטן פי מיליון מגרגיר חול ממוצע. בתמונה רואים חמש טבעות פחמן בצורת משושה וניתן אפילו להבחין באטומים של מימן.

המבנה המולקולרי (דגם דו מימדי) - אטומי הפחמן צבועים באפור ואטומי המימן בלבן (צילום: IBM)

"זו לא אנלוגיה מושלמת, אבל הייתי משווה את פעולה המיקרוסקופ לעבודתן של קרני הרנטגן", אומר החוקר גרהארד מאייר, "כמו שטכנאי הרנטגן משתמש בקרינה כדי לשקף את הנעשה בתוך גוף האדם, כך אנו משתמשים בכוחות הפועלים בין החלקיקים לחיישן כדי לשרטט את המבנה המולקולרי שהוא השלד של המולקולה".