!!! EMBARGO TOT DONDERDAG 27 AUGUSTUS 20.00 UUR NEDERLANDSE TIJD!!!
Persbericht van de Universiteit Utrecht
26 augustus 2009
Doorbraak gepubliceerd in Science
Wetenschappers brengen molecuulstructuur voor het eerst in beeld
Onderzoekers van IBM (Zürich) en de Universiteit Utrecht hebben met een atomic force-microscoop voor het eerst de chemische structuur van een molecuul in beeld gebracht op een atomaire schaal. Deze techniek schept nieuwe mogelijkheden voor het begrijpen van het gedrag van moleculen en het verkennen van minuscule elektronische schakelingen. De wetenschappers publiceren hun resultaten deze week in het toonaangevende tijdschrift Science.
De laatste jaren is er flinke vooruitgang geboekt in het analyseren van nanostructuren op atomaire schaal met atomic force-microscopie (AFM). Het in beeld brengen van een heel molecuul met een atomaire resolutie was echter nog niet gelukt. De wetenschappers gebruiken hiervoor een atomic force-microscoop in een extreem hoog vacuüm bij een zeer lage temperatuur van -268 graden Celsius. Een scherpe metalen punt scant een oppervlak en meet daarbij de kleine krachten tussen de punt en het molecuul, een techniek die al langer toegepast wordt. Voor dit onderzoek hebben de wetenschappers de gevoeligheid van de punt vergroot door er een koolmonoxide-molecuul aan te bevestigen.
Ruggengraat van een molecuul
Met het aangepaste instrument maakten ze afbeeldingen van pentaceenmoleculen en zagen daarbij voor het eerst de ruggengraat van een individueel molecuul. Het organisch molecuul is slechts 0,14 nanometer lang, ongeveer een half miljoen keer zo klein als de diameter van een menselijke haar. Het molecuul bestaat uit 22 koolstofatomen en 14 waterstofatomen die samen vijf ringen vormen. Op de afbeelding zijn zowel de posities van de koolstof- als de waterstofatomen af te leiden. Ook is ook de elektronendichtheid tussen de atomen te zien, die de chemische bindingen vormen.
Minuscule schakelingen
"Dit is de eerste keer dat we elk atoom in een individueel organisch molecuul kunnen visualiseren", zegt Peter Liljeroth, onderzoeker aan de Universiteit Utrecht. "Deze techniek vormt een belangrijk gereedschap in diverse gebieden van wetenschap en techniek: van het begrijpen van de relatie tussen de structuur en het gedrag van moleculen tot het verkennen van bouwstenen voor toekomstige elektronische schakelingen op atomaire en moleculaire schaal."
Afbeeldingen
Bijschrift bovenste afbeelding: Een extreem scherpe punt van de AFM met daaraan vast een koolstofmonoxide-molecuul scant een pentaceenmolecuul. Hieruit ontstaat een beeld van de ruggengraat van het molecuul (het gekleurde oppervlak). Illustratie: IBM Research, Zurich.
Bijschrift onderste afbeelding: Beeld van een pentaceenmolecuul gemaakt met de AFM. Duidelijk zijn de zeshoekige ringen. Op elke hoek zit een koolstofatoom en de uitsteeksels aan de buitenkant representeren de posities van de waterstofatomen. Illustratie: IBM Research, Zurich.
Publicatie
"The Chemical Structure of a Molecule Resolved by Atomic Force Microscopy", L. Gross, F. Mohn, N. Moll, P. Liljeroth, G. Meyer, Science, 28 augustus 2009. Het artikel is op aanvraag beschikbaar voor journalisten.
Meer informatie
Roy Keeris, persvoorlichter Universiteit Utrecht, (030) 253 2411,
Universiteit Utrecht