Los científicos de Jülich han desarrollado una nueva técnica de control para escanear microscopios de sonda que permite al usuario manipular grandes moléculas individuales de forma interactiva con las manos. Hasta ahora, sólo eran posibles movimientos simples e inflexiblemente programados. Para probar su método, los investigadores "estamparon" una palabra en una monocapa molecular mediante la eliminación de 47 moléculas. El proceso abre nuevas posibilidades para la construcción de transistores moleculares y otros nanocomponentes.

"La técnica hace posible, por primera vez, eliminar grandes moléculas orgánicas de estructuras asociadas y colocarlas en otro lugar de forma controlada". "explica el Dr. Ruslan Temirov del Instituto Peter Grünberg de Jülich. Esto acerca a los científicos un paso más hacia la búsqueda de una tecnología que permitirá que moléculas individuales se ensamblen libremente para formar estructuras complejas. Grupos de investigación de todo el mundo están trabajando en un sistema modular como este para nanotecnología, que se considera imperativo para el desarrollo de novelas, componentes electrónicos de próxima generación.

Usando seguimiento de movimiento, El grupo de jóvenes investigadores de Temirov acopló los movimientos de la mano de un operador directamente al microscopio de sonda de barrido. La punta de este microscopio se puede utilizar para levantar moléculas y volver a depositarlas, muy parecido a una grúa. Con un aumento de quinientos millones a uno, los movimientos humanos relativamente toscos se transfieren a dimensiones atómicas. "Un movimiento de la mano de cinco centímetros hace que la punta afilada del microscopio de sonda de barrido se mueva solo un angstrom sobre la muestra. Esto corresponde a la magnitud típica de los radios atómicos y las longitudes de enlace en las moléculas, "explica Ruslan Temirov.

Controlando el sistema de esta manera, sin embargo, requiere algo de práctica. "Los primeros intentos de eliminar una molécula tomaron 40 minutos. Hacia el final, solo necesitábamos alrededor de 10 minutos, ", dice Matthew Green. Al estudiante de doctorado le tomó cuatro días en total eliminar 47 moléculas y, por lo tanto, moldear la palabra" JÜLICH "en una monocapa de dianhídrido de ácido perilentetracarboxílico (PTCDA). PTCDA es un semiconductor orgánico que desempeña un papel importante en el desarrollo de electrónica orgánica:un campo que permite imprimir componentes flexibles o chips desechables baratos, por ejemplo, lo cual es inconcebible con la tecnología de silicio convencional.

Los pequeños errores ortográficos incluso se pueden corregir sin dificultad utilizando el nuevo método. Una molécula eliminada por error al crear la línea horizontal en "H" fue fácilmente reemplazada por Green usando una nueva molécula que eliminó del borde de la capa. "Y esta es exactamente la ventaja de este método. El experimentador puede intervenir en el proceso y encontrar una solución si una molécula se extrae accidentalmente o si inesperadamente vuelve a su posición original, "dice el físico.

El enfoque interactivo permite manipular moléculas que forman parte de grandes estructuras asociadas de manera controlada. A diferencia de los átomos y moléculas individuales, cuya manipulación mediante microscopios de sonda de barrido ha sido durante mucho tiempo una rutina, Los ensamblajes moleculares más grandes eran casi imposibles de manipular de manera dirigida hasta ahora. La razón de esto es que las fuerzas de enlace de las moléculas, que están unidas a todas las moléculas vecinas circundantes, son casi imposibles de predecir con exactitud. Solo durante el experimento queda claro qué fuerza se requiere para levantar una molécula y a través de qué camino se puede eliminar con éxito.

La experiencia adquirida ayudará a acelerar las operaciones que requieren mucho tiempo. "En el futuro, Las computadoras de autoaprendizaje se harán cargo de la manipulación de moléculas complejas. Ahora estamos adquiriendo la intuición de la nanomecánica que es tan esencial para este proyecto utilizando nuestro novedoso sistema de control y literalmente a mano. "dice el Dr. Christian Wagner, quien también forma parte del grupo Jülich.