Cambridgen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet maailman pienimmän suurennuslasin. Sen avulla on mahdollisista nähdä yksittäisten atomien välisiä kemiallisia sidoksia.
Pienten kultahiukkasten ominaisuuksien avulla tutkijat ovat keskittäneet valoa pienemmäksi kuin yksittäinen atomi. Temppu antaa mahdollisuuden katsoa yksittäisien molekyylien sisäisiä kemiallisia sidoksia ja avaa uusia tapoja tutkia valoa ja ainetta.
Cambridgen tutkijoiden kehittämä optinen kaviteetti eli onkalo on niin pieni, että vain yksi molekyyli mahtuu sen sisälle. Lasersäteilytyksellä ja kultaisista nanorakenteista aikaansaadun pikokaviteetin plasmoninen nanorakenne rajoittaa valon alle yhden kuutionanometrin kokoon.
Täämn ansiosta on mahdollista tutkia valon ja jonkin aineen vuorovaikutusta uudella tavalla. Onkalossa voidaan esimerkiksi tehdä molekyylejä uudenlaisten kemiallisien reaktioiden kautta, mikä voi johtaa esimerkiksi uudenlaisten antuiren kehittämiseen.
Rakenne toimii -260 asteen lämpötiloissa ja sen avulla tutkijat saattoivat seurata yksittäisen atomin liikettä reaaliaikaisesti muutaman minuutin verran.
- Jopa yksittäiset kulta-atomit käyttäytyvät kokeissamme kuten pienet metalliset kuulalaakerit. Tämä johtaa elektronien vaelteluun, mikä on hyvin erilaista kuin niiden kvanttielämä, jossa elektronit ovat sidoksissa ytimeen, toteaa tutkimusta johtanut Cambridgen professori Jeremy Baumberg.
Havainnoilla on mahdollista avata kokonaan uudenlainen tutkimuskenttä valon katalysoimiin kemiallisiin reaktioihin, mikä mahdollistaa monimutkaisten molekyylien rakentamisen pienemmistä osista. Lisäksi on olemassa mahdollisuus uudenlaisille opto-mekaanisille tallennuslaitteille, mikä mahdollistaisi informaation kirjoittamisen ja luennan valolla ja tallennuksen molekyylien värinän muodossa.
Kirjoittaja Veijo Hänninen