Primera fotografia de una sola molécula

Al observar las fotografias logradas por un equipo de científicos de IBM, puede parecer que la molécula identificada tiene la forma de un pedazo de panal de abeja, pero se trata de la primera vista cercana de una sola molécula, gracias a un tipo de microscopio que ha servido para visualizar la estructura interna de una molécula de pentaceno, de 1,4 nanómetros de longitud, aproximadamente un millón de veces más pequeña que un grano de arena. Los científicos de IBM han utilizado un microscopio de fuerza atómica (AFM) para revelar los enlaces químicos dentro de la molécula de pentaceno.

“Esta es la primera vez que todos los átomos de una molécula se han fotografiado”, declaró el investigador principal Leo Gross.

Los investigadores se centraron en una sola molécula de pentaceno, que se utiliza comúnmente en las células solares. La forma de molécula orgánica está compuesta por 22 átomos de carbono y 14 átomos de hidrógeno. El modelo de la molécula de pentaceno muestra en gris los átomos de carbono y en blanco los átomos de hidrógeno.

En la fotografia de la molécula de pentaceno las formas hexagonales de los cinco anillos de carbono están claros, e incluso las posiciones de los átomos de hidrógeno alrededor de los anillos de carbono pueden ser vistos.

Para dar una perspectiva, el espacio entre los anillos de carbono es sólo de 0,14 nanómetros de ancho, que es aproximadamente un millón de veces más pequeño que el diámetro de un grano de arena.

“Si usted piensa acerca de cómo el médico utiliza una radiografía de los huesos o de la imagen de los órganos dentro del cuerpo humano, estamos usando el microscopio de fuerza atómica a la imagen de las estructuras atómicas que son la columna vertebral de las moléculas individuales”, dijo el investigador de IBM, Gerhard Meyer.

El equipo de investigación de IBM Zurich dijo que los resultados podrían tener un impacto enorme en el campo de la nanotecnología, que pretende comprender y controlar algunos de los objetos más pequeños conocidos por la humanidad.

“Con el tiempo queremos investigar el uso de moléculas para la electrónica molecular”, declaró Gross. “Queremos utilizar moléculas como cables o interruptores de la lógica o elementos.”

El microscopio AFM utiliza una punta de metal afilado que actúa como un tenedor de ajuste para medir las fuerzas pequeñas entre la punta y la molécula. Esto requiere una gran precisión, la punta se mueve dentro de un nanómetro de la muestra.

“Por encima de la estructura molecular de la columna vertebral de la molécula de pentaceno tiene una desafinación diferente que por encima de la superficie de la molécula”, dijo el Sr. Gross. Este desajuste se mide y se convierte en una imagen.

Para detener la punta de la absorción de la molécula de pentaceno, los investigadores sustituyeron el metal con una sola molécula de monóxido de carbono. Esta resultó ser más estable y logró crear lugares de interés con una energia electroestática más debil, permitiendo tomar una imagen de mayor resolución.

El experimento fue realizado en vacío a temperatura extremadamente fría de -268C para evitar que las moléculas de gas externas o vibraciones atómicas pudiesen afectar las mediciones.