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Nanotecnologia

Moléculas dizem xis para microscópio de hidrogênio

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/08/2010

Moléculas dizem xis para microscópio de hidrogênio
Os cientistas usaram o seu microscópio de varredura por tunelamento de hidrogênio (STHMNULLi>scanning tunneling hydrogen microscopy) para fotografar uma molécula orgânica chamada PTCDA depositada sobre um substrato de ouro. Em cima como a molécula é vista por um STM tradicional.
[Imagem: APS]

Ainda que os microscópios eletrônicos mais modernos já tenham conseguido fazer imagens de átomos individuais, moléculas são muito mais sensíveis e mais difíceis de visualizar.

Apenas em 2009, um grupo de cientistas suíços conseguiu fotografar uma molécula individual pela primeira vez.

Apesar da técnica ter sido reproduzida rapidamente por outros pesquisadores, ela emprega um microscópio de força Atômica (AFM - Atomic Force Microscope), considerada muito complicada mesmo pelos cientistas.

Microscópio eletrônico de hidrogênio

Agora, o grupo do Dr. Ruslan Temirov, do Centro de Pesquisas de Jülich, na Alemanha, aprimorou um microscópio de varredura por tunelamento (STM: scanning tunneling microscope), mais simples de operar, que é capaz de revelar a estrutura de uma molécula com muito mais detalhes.

O resultado equivale a inserir um sistema de foco no microscópio, gerando imagens onde é possível identificar as moléculas individuais e as ligações entre elas.

Neste novo tipo de STM, um único átomo de hidrogênio ou deutério é grudado na ponta da sonda de varredura. Por isso eles rebatizaram seu microscópio para STHM (scanning tunneling hydrogen microscope): microscópio de varredura por tunelamento de hidrogênio.

A pressão da molécula de hidrogênio ou de deutério contra a sonda leva a uma melhoria dramática na imagem gerada.

A técnica registra o efeito de uma força sobre a corrente elétrica que flui através da sonda, o que permite uma visão mais completa dos elétrons da molécula do que aquela fornecida pelos microscópios STM não modificados.

Funcionamento do microscópio

O STM funciona fazendo uma agulha - também chamada sonda ou ponta - ultra fina passar a uma distância de um nanômetro da superfície da amostra a ser observada.

Quando uma tensão é aplicada à agulha do microscópio, os elétrons fluem entre a agulha e a amostra. As medições da condutância através da agulha em cada ponto da superfície da amostra são então usadas para recriar uma imagem no computador.

A condutância depende de vários fatores, incluindo uma propriedade chamada de densidade de estados, que se refere ao número de estados quânticos disponíveis para os elétrons em uma determinada faixa de energias.

Esses estados são análogos aos orbitais dos elétrons em um átomo ou molécula. Quanto mais estados, mais elevada a condutância e mais brilhante a imagem gerada daquele local.

Bibliografia:

Artigo: Imaging Pauli Repulsion in Scanning Tunneling Microscopy
Autores: C. Weiss, C. Wagner, C. Kleimann, M. Rohlfing, F. S. Tautz, R. Temirov
Revista: Physical Review Letters
Data: 20 August 2010
Vol.: 105, 086103
DOI: 10.1103/PhysRevLett.105.086103






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