Grafeen als model bij atoomgeschaalde dynamische fotoshoot | Grafeen (graphene)
Grafeen als model bij atoomgeschaalde dynamische fotoshoot

Wetenschappers maken beelden – op atomaire schaal – van een chemische stof voor en na een chemische reactie.

Wetenschappers uit Berkeley, de universiteit van California, zijn er voor het eerst in geslaagd om foto’s van moleculen te nemen, voor, en onmiddellijk nadat ze met elkaar reageren bij een temperatuur boven de 90°.

ibm-hbcEerder slaagden enkele lui van IBM er wel al in om kiekjes te nemen van een enkel molecule, hoewel er toen geen chemische reactie plaatsvond. (zie foto rechts)
De opstelling van toen en nu heeft buiten het feit dat deze beelden op atomaire schaal worden verworven nog een gemeenschappelijk item, het model, grafeen.

Nu, bij de laatste opstelling, gebruikt als het materiaal dat ze laten reageren.

Wetenschappers uit het U.S. Department of Energy’s Lawrence Berkeley National Laboratory ontwikkelden een techniek die bekend staat als nc-AFM (No contact atomic force microscopy) waarbij een enkele koolmonoxide-molecuul wordt gebruikt om het oppervlak van een molecuul te ‘scannen’, net zoals een persoon braille zou lezen.

De methode werd grotendeels ontwikkeld om de productie van grafeen te bestuderen – als atoomdikke stof moeilijk te controleren -, echter met gevolgen die veel verder gaan dan enkel grafeen.
Het laat chemici toe rechtstreeks de producten van een chemische reactie te bekijken.
Indien nodig kunnen ze de reacties bijstellen tot het verlangde product.

Dezelfde methode kan gebruikt worden bij andere materialen, iets wat tot dusver slechts indirect mogelijk was met technieken zoals Nuclear Magnetic Resonance Imaging (NMRI), infrarood spectroscopie en kristallografie.

Fischer die deze beelden heeft genomen, samen met zijn medewerker Michael Crommie sprak als volgt;

“In scheikunde gooi je dingen in een kolf en er komt iets anders uit, maar je krijgt enkel zeer indirecte informatie over wat je uiteindelijk gemaakt hebt”, zei Fischer. “Je moet het afleiden uit kernspinresonantie, infrarode of ultraviolet spectra. Het is meer een puzzel, waarbij je alle informatie moet samenvoegen en dan uitvissen wat de structuur het meest waarschijnlijk zal zijn. Maar dat is slechts een schaduw. Hier hebben we daarentegen een techniek waarmee we er naar kunnen kijken en zeggen, dit is heel precies de molecule. Het is alsof je er een snapshot van neemt.”

Grafeen ging, zal en is de wereld aan het veranderen.

Bron: De redactie
Foto: Felix Fischer and Michael Crommie, UC Berkeley


3D print schaalmodel structuur grafeen