未来化学数列中第一代中,我们抓住各种机会,精确定位单个原子为化学家提供
观察原子现今易事克里斯托夫Gerber原子力显微镜联合发明者-这个工具让科学家观察原子结构达数十年之久但这些显微镜正在快速发展 远不止进入世界的窗口, 研究者现在使用AFM破解分子联结, 探寻未知化学前沿 甚至探索人类基因组
并不总是那么容易看到原子1979年格德宾尼格并海里希元首都建在瑞士IBM苏黎世实验室 试图用原子级精度观察表面电流穿透看似不可穿透屏障水流捕捉到扫描金属端与表面间流时 团队发现水流会释放原子位置
人民对AFM大有希望,有些希望离谱 — — 另一些则比较现实化
Franz Giessibl,Regensburg大学
至1986年宾尼格和元首获奖诺贝尔物理奖即扫描隧道显微镜工具使现代物理发生革命,使研究人员能够以前所未有的精度绘制黄金和硅表面图另一位IBM研究者唐爱格勒even god用STM1991年用单片xenon原子写出公司标识
表示「那段狂野时间」弗朗兹Giessibl德国Regensburg大学物理学家 和Binnig博士生人大有希望使用它,人大有希望使用它,人大有希望使用-人大有希望-人大可达-人大可达-人大可达-人大可达-人大可达-人大可达-人大可达-人大可达-人大可达-人大可达-人大可达-人大可达-人大可达-人大可达-人大可达-
新建槽
但也有一个点-STM无法映射非导面或除真空以外的任何东西中的任何表面解决之道 宾宁 和Gerber凯文奎特美国斯坦福大学同年刚发明了另一个显微镜,他赢得诺贝尔奖度量端与表面之间的强度 而不是洋流
扫描探针技术为解答有机化学中一些持久问题提供新视角
迭戈佩尼亚圣地亚哥大学
团队移动金字塔,粘到金发罐上,跨采样并测量罐头转换器偏转 — — 仿佛针头跟踪黑盒记录这一新工具AFM检测小到1018号N.一年内IBM团队可摄像石墨面向下达2.5安格斯托姆
近30年来,AFM被用于探寻从原子解析陶瓷表面到单分子和细胞等所有物Gerber表示:「它开发多亏所有开始与它共事的人-那些真正好奇以进一步发展它的人。”
多位研究者多年以来对AFM修补,寻找新契机使用非接触模式探寻原子解析物在此设置中,极速振荡和研究者可测量其共振频率在跨表层获取原子解析图像时如何抑制
gissibl微调1998年搭建新的罐头由石英晶体调叉制成,现在同电子手表源出一样无所不在。十年后IBM苏黎世实验室的另一组使用一氧化碳端图像个体联结五角元.功能化使得AFM小技巧和远大子解析
其他人则利用这种自由度量看似惰性分子之间的微量分子交互恩斯特·迈耶和巴塞尔大学同事将单倍原子绑定,而不是一氧化碳分子绑定为aFM端
团队通过对金属-机体框架附加xenon、argon或krypton原子并近距离连接小技巧,可以测量两个高贵原子之间的吸引力AFM检测出小范德华交互作用研究显示光靠范德华力无法解释吸引力
AFM化学作用迄今以联想原理为中心回归2012年 Leo Gross和他在IBM苏黎世实验室的同事成功匹配C级碳-碳债券60码Buckminsterfulleen对AFM罐头连接允许团队关联指令 个人关联图像亮度.
组织开发
以新视角回答有机化学中一些持久问题迭戈佩尼亚Santiago deComptela大学西班牙分校和Gross近亲
AFM不单为化学家提供新观点允许他们搭建纳米级化学实验室Takashi Kumagai德国马克斯Planck社会FritzHaber学院及其同事使用nc-AFM交换微量分子进入镜像形式.微信分子即改性porphyrin四大中氮原子和二氢原子AFM振荡提供足够能量 翻转氢原子位置 将Porphece转换成异构
今年早些时候,Gross和Peña团队还能够诱导单分子反应团队使用STM和AFM并发使用电压脉冲STM小技巧组变换二溴thracene分子成十人二环.所有这些都见AFM
化学家甚至使用STM和AFM组合产生出一种不为人知的常规合成技术.三维芳香极不稳定,60多年前曾定理过它的存在,但无法合成尼科帕夫利切克从瑞士苏黎世IBM研究团队和英国Warwick大学通过去除分子前兆的两个氢原子创建三方
未来AFM会为化学家提供新机会学习有机中间体和不稳定分子,并补充道, 多数群组都生成地表关键响应, 解析化学中为人所熟知,未来我也会期望反向方式:先由nc-AFM发现新反应,然后用于解析化学
追踪医疗记录
浅罐头当前使用范围远远超出有机化学医学研究者正在用它的力量检测癌症的先发制人 Gerber再次引导电荷并因对纳米科学的贡献而获今年Kavli奖的Gerber与Binnig和Quate并存
根基为瑞士巴塞尔大学,Gerber集团最近编造数组AFM罐头可采集RNA单点变异Gerber三十年前拼命挖出钻石技巧,微小RNA序列将与进取生物检测RNA混合并引出可测量力
AFM生物传感器敏感到该组正在使用它描述常用基因编辑工具Crispr-Cas9的功效奇异重构技术 原创30年前制作 压碎记录播放器板块 和小块金块
Gerber表示:「我绝对想不到一开始我们会走那么远”。开发大跃进令难以预测AFM未来,
有一件事是肯定的-AFM是用在诊所或实验室内,它就留在这儿Giessibl表示:「我们没有任何感知允许直接接触原子世界,STM和AFM,它们是我们伸展的指头,我们延展的视线生存于世界中,真正参与原子世界-我想他们会留下来
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