Slovenskí vedci vysvetlili, ako hýbať atómami

Výskum v prestížnom Nature Communications ukázal a vysvetlil, ako možno manipulovať s atómami. Kľúčovú úlohu zohrali slovenskí fyzici.

Snímky z manipulácie s atómami.(Zdroj: FOTO – IVAN ŠTICH/SAV)

BRATISLAVA. Nad zoxidovaným povrchom medi sa pomaly pohybuje oscilujúci hrot mikroskopu. Podkladu sa nedotýka, no napriek tomu dokáže odobrať či pridať jednotlivé atómy medi. Vlastne, takto vedci zvládnu vybudovať celú nanovrstvu, nanoštruktúru na povrchu tuhých látok a výsledkom bude čosi, čo v prírode inak nenájdete.

Akoby na zoxidovaný povrch písali atómami. Práve takýto objav, sprevádzaný šikovným teoretickým modelom, teraz zverejnil prestížny vedecký dvojmesačník Nature Communications z rodiny magazínov Nature.

Súčasťou medzinárodného vedeckého tímu sú aj vedci zo Slovenska a práve oni pomohli namodelovať to, čo ich kolegovia z Japonska namerali. Pomohol im tím z Fyzikálneho ústavu SAV.

Prečítajte si tiež: Prečítajte si tiež:Ivan Štich: Zobrali sme atómy a manipulovali nimi

Do kvantového sveta

„Väčšina vedeckých spoluprác nevzniká plánovane, aj keď si to tak predstavujú grantové agentúry,“ hovorí pre SME Ivan Štich, ktorý slovenskú časť výskumu viedol.

„Japonský profesor Sugawara z univerzity v Osake ukázal na konferencii svoje experimentálne výsledky. Požiadal ma, či by sme im nemohli ako teoretici pomôcť a tento náš rozhovor počul aj profesor Kantorovich z King's College v Londýne. A tak vznikla trojspolupráca, keďže experimentálny výsledok sa obvykle úplne pochopí až po porovnaní s výsledkami počítačového modelovania.“

Problémom však bolo nielen to, že vedci skúmali procesy na úrovni jednotlivých atómov a museli sa tak vydať do zvláštneho, neintuitívneho kvantového sveta, plného exotických fenoménov.

Nie je v ňom napríklad jedno, či sa atómy medi z povrchu odoberali, alebo sa naň pridávali. A zvláštne sa vlastne správal aj samotný hrot ich bezkontaktného silového mikroskopu i jednotlivé atómy medi, ktorými chceli vedci hýbať.

Tento hrot mikroskopu totiž musí byť zakončený kyslíkom. A keď sa stretne s atómami medi, možno predpokladať, že to nejako ovplyvní snímky mikroskopu i samotný jemnučký hrot prístroja. Ale to sa nestalo.

„Naivne sme si predstavovali, že ak dôjde napríklad k extrakcii atómu medi z povrchu do hrotu, zmení sa chemická identita hrotu,“ vysvetľuje Štich. „Mal by byť predsa ukončený tým atómom medi, a tým by sa zmenil aj obraz povrchu. Experiment však ukázal, že to tak nie je a až náš model vysvetlil, prečo.“

Atómy medi totiž neurobia nič, čo by ich stálo energiu navyše. Je preto pre ne výhodnejšie, aby sa po hrote mikroskopu posunuli ďalej a nezostali „na špici“.

Všeobecný model

Nové výsledky sú síce základným výskumom, no použiť sa môžu napríklad na budúcu prípravu nových nanopovrchov a materiálov, ktoré zatiaľ nemáme a vedeli by sme si ich vytvoriť na mieru. Navyše, slovenský model nie je iba nový, ale je aj úplne všeobecný.

„Možno ho použiť v podstate na akýkoľvek proces atomárnej, prípadne molekulárnej manipulácie,“ dodáva slovenský fyzik. „Takúto metódu na opis manipulácie SPM mikroskopom ešte nik nepoužil, a preto to otvára úplne nové možnosti detailného pochopenia týchto procesov.“

doi:10.1038/ncomms5476

Najčítanejšie na SME Tech


Inzercia - Tlačové správy


  1. Zľava 3000 € na 3-izbové byty v Jarabinkách
  2. Projekt Seberíniho: 60% vypredané ešte pred začiatkom kampane
  3. 6 dôvodov, prečo začať posielať peniaze cez VIAMO (a ako na to)
  4. Stačí len mechanické, alebo elektronické zabezpečenie vozidla?
  5. Hyundai Tucson Shadow určite nezostane v tieni.
  6. Aký vplyv by mal konflikt v Kórei na vaše investície?
  7. Atraktívnejšie učenie vďaka digitálnym technológiám
  8. JUDr. Barbora Sabó: Dobrý maklér šetrí čas, peniaze i nervy!
  9. Rastie nám pokrivená generácia?
  10. Intímna hygiena – celoročná záležitosť
  1. Projekt Seberíniho: 60% vypredané ešte pred začiatkom kampane
  2. FSEV UK v Bratislave: Prax je súčasťou študijných programov
  3. 6 dôvodov, prečo začať posielať peniaze cez VIAMO (a ako na to)
  4. Hyundai Tucson Shadow určite nezostane v tieni.
  5. Stačí len mechanické, alebo elektronické zabezpečenie vozidla?
  6. Exkurzia odborárov a absolventov SvF STU v Bratislave 2017
  7. Zvolen: Zvolenčania myslia na zabezpečenie svojich domovov
  8. Detské zúbky sú veda
  9. Atraktívnejšie učenie vďaka digitálnym technológiám
  10. Aký vplyv by mal konflikt v Kórei na vaše investície?
  1. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku 7 561
  2. Rastie nám pokrivená generácia? 3 152
  3. Intímna hygiena – celoročná záležitosť 2 640
  4. 6 dôvodov, prečo začať posielať peniaze cez VIAMO (a ako na to) 2 627
  5. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj? 1 914
  6. JUDr. Barbora Sabó: Dobrý maklér šetrí čas, peniaze i nervy! 1 158
  7. Plug-in, hybrid alebo elektromobil? Poradíme, ako správne vybrať 1 156
  8. Kedy sa refinancovanie oplatí? 1 145
  9. Zľava 3000 € na 3-izbové byty v Jarabinkách 982
  10. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji 932

Hlavné správy zo Sme.sk

KOMENTÁRE

Menej rande, alkoholu aj sexu. Súčasná doba predlžuje dospievanie

Dnes je dvadsaťpäťka novou osemnástkou, tvrdí dlhodobý výskum adolsentov.

EKONOMIKA

Obchody už nechcú zbytočne vyhadzovať potraviny

Reťazce vyhadzujú tony potravín, mnohé končia v koši zbytočne.

Čo je nové na SME

Ftáčnik, Frešo, Droba a Kusý. Kandidáti na župana budú odpovedať na vaše otázky

SMEnaživo: Príďte diskutovať s kandidátmi na bratislavského župana.

Neprehliadnite tiež

Nákup až do chladničky, Walmart skúša múdre roznášky

Balíčky už nebudú odložené pri dverách. Poslíčkovia ich prenesú cez vstupné dvere aj keď nie ste doma.

Neandertálsky chlapec odhaľuje záhady pravekého detstva

Osemročný chlapec ešte nemal vyvinutý mozog, už robil dospelácku prácu.

OBJEKTÍV

Uhádnete, na čo sa pozeráte? Nikon ukázal najlepšie mikroskopické videá

Nikon siedmy raz vyhlásil víťazov o najlepšie mikro snímky.

Ničnerobenie a knihy. Desať najlepších spôsobov, ako si oddýchnete

Najväčšia štúdia o oddychu mala prekvapivé výsledky.