Première image complète d'une molécule, atome par atome

À l'aide d'un microscope à force atomique, des scientifiques d'IBM Research à Zurich ont pour la première fois réalisé une image de résolution à l'échelle atomique d'une seule molécule, l'hydrocarbure pentacène.

Cette image de pentacène, une molécule
composé de cinq anneaux de carbone, était
fabriqué à l'aide d'une force atomique
microscope. Crédit: La science /AAAS

La microscopie à force atomique fonctionne en balayant une surface avec un petit porte-à-faux dont la pointe atteint un point nanométrique pointu. Pendant qu'il scanne, le cantilever rebondit de haut en bas, et les données de ces mouvements sont compilées pour générer une image de cette surface. Ces microscopes peuvent être utilisés pour voir des caractéristiques beaucoup plus petites que celles visibles au microscope optique, dont la résolution est limitée par les propriétés de la lumière elle-même. La microscopie à force atomique a littéralement une résolution à l'échelle atomique.

Pourtant, jusqu'à présent, il n'a pas été possible de l'utiliser pour regarder avec une résolution atomique des molécules uniques. À une telle échelle, les propriétés électriques de la molécule étudiée interfèrent normalement avec l'activité de la pointe de balayage. Les chercheurs de Recherche IBM à Zurich a surmonté ce problème en utilisant d'abord la pointe du microscope pour ramasser une seule molécule de monoxyde de carbone. Cela a considérablement amélioré la résolution du microscope, que les scientifiques d'IBM ont utilisé pour faire une image du pentacène. Ils sont arrivés au monoxyde de carbone comme ajout améliorant le contraste après avoir essayé de nombreux produits chimiques.

Les chercheurs espèrent qu'étudier de près des molécules isolées leur donnera une meilleure compréhension des réactions chimiques et de la catalyse à un niveau de détail sans précédent.

Le travail d'imagerie est décrit aujourd'hui dans la revue La science .

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