原子力顯微術用于單分子結構分析

美國國際商用機器公司(IBM)的科學家首次拍到單個分子的清晰照片，同時可看見把分子結構緊密連在一起的原子鍵。

美國國際商用機器公司設在瑞士蘇黎世的研究實驗室用一種名為“非接觸式原子力顯微術”的技術探索一個分子的內部情況，把分子和原子的研究推向最小。

這項研究可能對石墨烯設備的研究具有重要意義。石墨烯是人類已知密度最大的物質，而石墨烯設備可有助于徹底改變無線寬帶通信和電子顯示屏。

一個石墨烯分子顯示出不同長度的原子鍵。這是科學家首次在“相機”下看到一個分子的組成。

原子力顯微術(AFM)的使用原理是讓一個分子扮演“留聲機”一樣的角色，在目標分子的表面上進行“刻畫”，獲得殼層的變化和律動。這根“唱針”是一個一氧化碳分子。顧名思義，它有一個碳和一個氧原子。

這種精密測量需要科學家穩若盤石，杜絕任何來自實驗室或周邊環境的振動。即使室內溫度的輕微變化，也會使分子擺動。為把破壞降低到最小程度，實驗區的溫度被降到零下268攝氏度。

這些照片展示了分子的最小結構。較暗區域代表原子的密集部分，明亮區域代表最輕部分。拍攝分子結構很可能有助于揭示大量真相和促進這一技術領域的實際應用?，F在，這些照片已展示出新的細節信息，例如分子中心附近的原子鍵要比分子邊緣的原子鍵短等。

科學家用相同技術拍攝一個石墨烯分子的內部情況。這次展示了不規則的內部機構。

美國國際商用機器公司的這個科研小組2009年拍到并五苯分子的第一張模糊照片，但他們用最新技術拍到更為清晰的分子結構照片。研究報告第一作者利奧-格羅斯說：“在并五苯的個案中，我們看到原子鍵，卻不能真正區分它們，或看不清不同原子鍵的不同特點。現在我們通過新技術證明我們可看到不同原子鍵的不同物理性質。這真令人興奮。”

這個科研小組現在計劃拍攝其他分子結構的特寫照片，幫助分類不同形狀。他們還考慮把不同分子用作“相機”，以便觀察記錄質量間有何不同。