Ongekend gedetailleerde AFM-opnames van pentaceen

Onderzoekers van de Universiteit Utrecht en IBM in Zürich hebben voor het eerst ‘atomic force microscopy’-beelden van een organisch molecuul gemaakt die zó gedetailleerd zijn dat je de losse atomen kunt zien én iets van de chemische bindingen daartussen. De spectaculaire plaatjes zijn deze week te zien in Science.

De plaatjes lijken tevens aan te tonen dat de bolletjes-en-staafjesmodellen, die traditioneel worden gebruikt om molecuulstructuren te visualiseren, achteraf stukken realistischer zijn dan iedereen altijd heeft gedacht. Maar dat zal wel iets te maken hebben met de gekozen manier van weergeven.

Zoals gebruikelijk bij AFM-microscopie hebben de onderzoekers een molecuul (in dit geval pentaceen, C₂₂H₁₄, met een lengte van 0,14 nm en een aangenaam platte structuur) contactloos afgetast met een zeer fijne metalen naald. Dat gebeurde in een extreem hoog vacuüm, bij een temperatuur van 268 graden onder nul, wat de kans vergroot dat het pentaceen tijdens het experiment netjes blijft liggen.

Om de resolutie te verhogen werd met de naald eerst een koolstofmonoxidemolecuul opgepikt. Het koolstofatoom daarvan hecht zich dan aan de naaldpunt en het zuurstofatoom vormt een nieuwe ‘punt’ die puntiger is dan metaal ooit kan zijn.

De gemeten aantrekkingskracht tussen de naald en het molecuul werd vervolgens op de computer omgewerkt tot een serie grafische weergaves, die de posities van atomen en bindingen laten zien.

bron: Universiteit Utrecht