Met Atomic Force Microscopy kun je niet alleen moleculen bekijken, maar nu ook hun bindingen bestuderen. Onderzoekers van IBM schreven dat vorige week in Science.

Bindingen in polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAKs) verschillen slechts subtiel van elkaar. Als je die verschillen kunt detecteren, geeft dat inzicht in de aromaticiteit en reactiviteit van deze moleculen.

De onderzoekers bestudeerden met AFM de bindingsorde, die bindingslengte en verschillende moleculaire eigenschappen beïnvloedt. Zij gebruikten een atoomkrachtmicroscoop met op het uiteinde van de naald een enkel CO-molecuul. Dit CO-uiteinde is ideaal om erachter te komen hoe een molecuul, inclusief de bindingen, er uitziet. Met de punt kun je zelfs het verschil zien tussen bindingen die slechts 3 picometer van elkaar verschillen.

De CO-punt registreert de lengte en de elektronendichtheid van de chemische bindingen. Een hogere bindingsorde leidt tot een hogere elektronendichtheid en dat leidt tot een sterkere Pauli-repulsie. De microscoop meet die repulsie en laat een hogere bindingsorde zien als een extra heldere binding.

De wetenschappers onderzochten de bindingen in twee vlakke polycyclische aromatische koolwaterstoffen en C₆₀, beter bekend als de buckybal. De individuele bindingen in deze moleculen verschillen een heel klein beetje van elkaar in lengte en sterkte. Dit heeft invloed op chemische, elektronische en optische eigenschappen van de poly-aromatische systemen. AFM bleek prima in staat om die verschillen waar te nemen.

De resultaten van het onderzoek kunnen meer inzicht geven in individuele moleculen. Dit is van belang in het onderzoek naar nieuwe elektronische apparaatjes, zonnecellen en organische LEDs (oleds).

Bron: Science, IBM Research - Zurich