Vilka är några av de bästa faktiska bilderna av verkliga atomer och molekyler?

Jag är glad att du använde ordet "bild" istället för "fotografi".
Även om de kan betyda samma sak i konversation skapas det senare genom att spela in ljus, medan det förstnämnda kan skapas med hjälp av flera avbildningsmetoder och elektronmikroskop är av särskilt intresse här.

En av de största utmaningarna att observera verkligen små saker är det själva observationshandlingen orsakar en interaktion mellan observationsanordningen och det som observeras.
Detta kallas för Observatörseffekt (fysik).

Fotoner är inte ett riktigt bra sätt att avbilda små saker som atomer eller molekyler, eftersom de lätt interagerar med elektronmolnet och förstör allt.

Men många innovativa tekniker har använts för att komma runt detta.

En av dem är att använda elektroner för att bildobjekt.
Det finns flera typer av elektronmikroskop som används idag, brukade bilda alla möjliga saker: från getingar till bakterier till blodkroppar och andra organeller.
Men 2008 tog Jannik Meyer, Allex Zettl och kollegor vid University of California, Berkeley, avbildade enskilda väteatomer (!):

Elektronmikroskop ser enstaka väteatomer

Beviljas, det är egentligen bara några blobbar bredvid andra blobbar så estetiskt är det inte precis något att skriva hem om .... men det är en bild av en väteatom!
Jag tycker det är fantastiskt att vi har utvecklat teknik för att göra det idag.

IBM gjorde nyheterna 2009 med en fantastisk bild av pentacen. Aromatiska molekyler har studerats i organisk kemi och deras strukturer har länge varit kända, men det är fortfarande fantastiskt att se visuell bekräftelse.

Mikroskop ser molekyler för första gången

De använde ett Atomic Force Microscope. Citera artikeln:

AFM har funnits sedan 1986, men de har inte kunnat avbilda en molekyl. Elektrostatiska och Van der Waals-krafter får molekyler och AFM-tips att interagera, eter förstör provet eller stör avläsningarna. IBM övervann detta problem genom att fästa en enda kolmonoxid (CO) -molekyl till deras AFM-spets. Tack vare kvantmekanik har CO- och pentacenmolekylerna sina elektroner inställda på ett sätt som hjälper till att eliminera elektrostatiska och Van der Waals-krafter. Med andra ord kan spetsen passera över provet utan att förstöra det. Resultatet är den första bilden i sitt slag.

Leo Gross, en forskare vid IBM är en pionjär inom detta område (han var en del av teamet som avbildade pentasen ovan) och har till och med använt ett skanningstunnelmikroskop för att bild kemiska bindningar i nanografi:

Profil: Leo Gross - Leker med atomer

De färger du ser är naturligtvis inte "riktiga" i konventionell mening; de gröna områdena illustrerar hur elektroner beter sig i en kemisk bindning.
Precis som bilden av pentasen bekräftar molekylär struktur, bekräftar bilden ovan vår nuvarande förståelse av kemiska bindningar.

På en nyare anteckning (2013) fick Felix Fischer från Berkeley Lab fantastiskt bilder av en molekyl som bryter och sedan bildar en kemisk bindning:

Första bilder med hög upplösning av en molekyl när den bryter och reformerar kemiska bindningar

Återigen bekräftar detta teoretiska modeller.

Personligen, när jag först såg den pentacenbilden, blev jag bortblåst. Jag trodde att det var en konstnärs intryck.

Lämna en kommentar