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. Moskva alebo Petrohrad?
  2. Jubilejná desiata KOCKA privíta zákazníkov v Starej Ľubovni
  3. Nepríjemná bolesť. Tu sú 3 rady, ako sa jej zbavíte
  4. 5 zaujímavostí, ktoré ste o koži možno nevedeli
  5. Nový Jaguar XF Sportbrake
  6. Špeciálna príloha: Pre budúcich vysokoškolákov
  7. Ako pracujú poisťováci? Dostali sme sa medzi nich
  8. Výhodné a lacné neznamená to isté, ani pri PZP
  9. Keď ide o zdravie a majetok, rozhodujú sekundy
  10. Diabetici môžu získať 25-tisíc eur cez nový grantový program
  1. Moskva alebo Petrohrad?
  2. Aké auto si vybrať - nové, zánovné alebo jazdené?
  3. Jubilejná desiata KOCKA privíta zákazníkov v Starej Ľubovni
  4. Nový článokHB Reavis predstavuje projekt Stanica Nivy na veľtrhu
  5. 5 zaujímavostí, ktoré ste o koži možno nevedeli
  6. Nepríjemná bolesť. Tu sú 3 rady, ako sa jej zbavíte
  7. Nový Jaguar XF Sportbrake
  8. Tradičné bratislavské dvory sú späť. V Jarabinkách sú až dva
  9. Jeden nákup a všetko vybavené, alebo one stop shopping
  10. Ako pracujú poisťováci? Dostali sme sa medzi nich
  1. Moskva alebo Petrohrad? 11 036
  2. Ako pracujú poisťováci? Dostali sme sa medzi nich 4 280
  3. Nepríjemná bolesť. Tu sú 3 rady, ako sa jej zbavíte 2 155
  4. Jubilejná desiata KOCKA privíta zákazníkov v Starej Ľubovni 2 073
  5. Diabetici môžu získať 25-tisíc eur cez nový grantový program 1 800
  6. Nový Jaguar XF Sportbrake 1 566
  7. 5 zaujímavostí, ktoré ste o koži možno nevedeli 1 407
  8. Špeciálna príloha: Pre budúcich vysokoškolákov 1 157
  9. Výhodné a lacné neznamená to isté, ani pri PZP 854
  10. Tradičné bratislavské dvory sú späť. V Jarabinkách sú až dva 664

Hlavné správy zo Sme.sk

SPIŠ KORZÁR

Deň, ktorý navždy zmenil Vysoké Tatry. Takto to vyzeralo pred trinástimi rokmi

Víchrica zničila 19. novembra 2004 až 12-tisíc hektárov lesa.

TECH

Vo vesmíre znie strašidelné pískanie. Vedci zistili, odkiaľ pochádza

Väčšina častíc je zachytená v pásoch.

ŠPORT

Kaddáfí zachránil nemecký klub. Niečo za to však chcel

Nemecký hokejový tím zachránil diktátor.

Neprehliadnite tiež

DETSKÁ RUBRIKA

Lelek lesný vidí aj za seba, nemusí ani pohnúť hlavou

Prezývali ho kozodoj, hoci kozy nikdy nedojil.

OBJEKTÍV

Skutočný Iron Man: Vynálezca s oblekom stanovil nový rýchlostný rekord

Oblek poháňa šesť malých prúdových motorov.

Vesmírne kráľovstvo Asgardia vypustilo do vesmíru svoj prvý satelit

Má vlajku a dokonca aj hymnu. Zatiaľ ho však žiadna pozemská krajina či národ neuznáva.

Je lepší vinyl alebo cédečko? Čo o kvalite zvuku hovorí matematika

Fanúšikovia na platne nedajú dopustiť, argumentujú vernosťou zvuku.