SME
Sobota, 19. október, 2019 | Meniny má Kristián

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.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.

Článok pokračuje pod video reklamou

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:Ivan Štich: Zobrali sme atómy a manipulovali nimiČítajte 

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. Bývať v novom sa dá aj bez hypotéky (a založenia nehnuteľnosti)
  2. Karibik: Dokonalý oddych v špičkových hoteloch
  3. IBA DNES: Získajte plný prístup na SME.sk na 30 dní zadarmo
  4. Ojazdené pneumatiky odovzdajte, šetríte tak životné prostredie
  5. Lidl je odteraz všade! Vitajte v Lidl e-shope
  6. Limitovaná ponuka: balík SME.sk + DIGI GO so zľavou až 52 %
  7. Nestarnú, ale dozrievajú
  8. Výskumný park v Rakúsku zistil, ako sa býva najzdravšie
  9. Rýchlejšie doma. Už čoskoro.
  10. Zanzibar: Čo treba vidieť v africkom raji
  1. Firma BONATO oddlžila svojich klientov v sume 100 000 000 Eur
  2. Ako manažovať 16 miliónov dielov denne?
  3. Karibik: Dokonalý oddych v špičkových hoteloch
  4. Bývať v novom sa dá aj bez hypotéky (a založenia nehnuteľnosti)
  5. IBA DNES: Získajte plný prístup na SME.sk na 30 dní zadarmo
  6. Slávnostné otvorenie VIVO! Bratislava už o tri týždne
  7. Prečo Lukáš chodí po tridsiatke ešte stále na strednú školu
  8. Udržateľné úspešné podnikanie na Slovensku a v Bulharsku
  9. Slováci sú chlebovým národom
  10. Ojazdené pneumatiky odovzdajte, šetríte tak životné prostredie
  1. IBA DNES: Získajte plný prístup na SME.sk na 30 dní zadarmo 14 948
  2. Výskumný park v Rakúsku zistil, ako sa býva najzdravšie 14 053
  3. Lidl je odteraz všade! Vitajte v Lidl e-shope 13 770
  4. 5 rád Ľudmily Kolesárovej, ako napísať projekt a získať grant 8 587
  5. Zanzibar: Čo treba vidieť v africkom raji 8 193
  6. Vysokoškoláci zarobia už o 587 eur viac ako stredoškoláci 7 765
  7. Čo na aute vymyslela žena a čo výrobca telefónov? 7 632
  8. Limitovaná ponuka: balík SME.sk + DIGI GO so zľavou až 52 % 7 387
  9. Bývať v novom sa dá aj bez hypotéky (a založenia nehnuteľnosti) 6 911
  10. Čo všetko dnes majú deti v mobiloch? Boli by ste prekvapení 6 761

Hlavné správy zo Sme.sk

Johnson sa po prehre vzoprel zákonu. Dohodu o brexite opäť zdržali

Británia môže opäť posunúť brexit, premiér to však odmieta.

Boris Johnson zažil v parlamente ďalšiu prehru.

Ako o Gorile klamal Dobroslav Trnka

Mal nahrávku a tvrdil, že neexistuje.

Dobroslav Trnka
Autorská strana Ondreja Podstupku

Pre televíziu a technológie sa začína zlatá doba temna

Hranice medzi tvorcom obsahu a technologickou firmou sa stierajú.

Tim Cook potichu premenil Apple z technologickej firmy na poskytovateľa digitálnych služieb.
Britský premiér Boris Johnson v parlamente.

Neprehliadnite tiež

Kosti bojovníkov, ktorí padli v bitke pri rieke Tollense pred približne 3300 rokmi. V Európe predstavuje vôbec prvý dôkaz o prehistorickom bojisku.
Ostrov Bogoslof odfotený 10. januára 2017.
V Luxore našli 30 starovekých rakví.
Pozostatky veľryby, na ktorých si pochutnávajú hlbokomorské živočíchy.