Nano-Lego: a kutatók játékszere

Kutatóknak első ízben sikerült molekuláris alapegységeket nagy pontossággal egymáshoz illeszteniük. A felhasznált alapegységek (modulok) nagysága 1 nanométer. A modulok között úgy hozták létre a kémiai kötéseket, mintha Lego-kockákból építkeznének.

A Berlini Szabadegyetem kutatói Leonhard Grill kísérleti fizikus vezetésével, a Berlini Humboldt Egyetem vegyészei és a Liverpool-i Egyetem elméleti fizikusai együttesen számolnak be a kutatás eredményeiről a ''Nature Nanotechnology'' című szaklapban.
A nanotechnológia célja, hogy lehetővé tegye az anyag szabályozott elrendezését nanométeres dimenziókban. A kutatók a molekuláris alapegységeket mint építőköveket szeretnék felhasználni stabil, meghatározott felépítésű struktúrák létrehozására. Ily módon atomi szinten hozhatók létre olyan elemi egységek, amelyeket áramkörökben, különféle érzékelőkben, illetve nanométer nagyságrendű gépekben lehet felhasználni. A nanométeres modulok kicsiny méreteik miatt különösen gazdaságosak. Eddig azonban nem tudtak kémiai úton, előre meghatározott felépítés szerint molekulákat összekapcsolni egymással.

Nanostruktúrák létrehozásához a molekulákat egy speciális felületre viszik fel. A molekulák előre meghatározott számú, szimmetrikus oldalcsoporttal rendelkeznek. Ezen oldalcsoportokat szokás ''lábaknak'' is nevezni. Megfelelő melegítés hatására az oldalcsoportok egyes atomjai szabályozottan leválaszthatók. Ezáltal lehet aktiválni az egyes ''lábakat'', amelyek innentől reakcióképessé válnak.
Ezek után a felületen található molekulák előre meghatározott forma szerint struktúrákat képeznek. Mindez úgy történik, hogy kizárólag két ''aktív'' láb egymás mellé kerülése esetén jönnek létre kovalens kötések. A molekuláris alapegységek megfelelő manipulálásával a létrehozott struktúrák formája nagy pontossággal beállítható.

Igaz ugyan, hogy a mostani eredmények az alapkutatás körébe tartoznak, mégis nagy jelentőségük lehet jövőbeli alkalmazásoknál. Az atomi méretdimenzió a miniatürizáció terén óriási előrelépést jelentene. A molekuláris alapegységek apró méreteinek köszönhetően 1013 modul fér el egy négyzetcentiméteren. Ez a sűrűség a számítógépek integrált áramköreiben található tranzisztorok sűrűségének több mint 10.000-szerese.
A kutatók szerint a jövőben az egyes molekulákat különböző funkciókkal lehetne ellátni, így atomi méretű elektromos áramköröket és szenzorokat lehetne létrehozni.

(idw - Freie Universität Berlin, 30.10.2007 - DLO)

Forrás: www.scinexx.de

Bárdossy Gergely