Вчені IBM вперше в історії склали карту розподілу електричних зарядів усередині однієї молекули.
Група вчених науково-дослідного відділу компанії IBM (IBM Research Zurich) в Цюріху, Швейцарія, зробили дуже важливий прорив у справі вивчення навколишнього світу на одному з найменших рівнів, на рівні молекул. Їм вдалося, застосувавши досить складну дослідницьку техніку, скласти докладну карту розподілу електричних полів і зарядів всередині однієї молекули речовини. Слід зазначити, що нове досягнення належить тій же самій групі вчених-фізиків, які в 2009 році вперше отримали знімок єдиною молекули.
Для того, що б зробити "знімок", що демонструє складний і заплутаний "танець" електронів усередині молекули, вчені зібрали скануючий пристрій, яке стало гібридом тунельного та атомно-силового мікроскопа з зондом Кельвіна. Молекула досліджуваного речовини, нафталоцианина (naphthalocyanine, C48H26N8), що має форму літери Х, була поміщена на мідну основу, покриту тонким шаром ізолятора з повареної солі (NaCl).
Між підкладкою і вістрям зонда Кельвіна, яке має розмір всього в один атом, подавався електричний потенціал складної форми, що включає як постійну, так і змінну складові. Вістря зонда підводилося впритул до молекули так, що б між молекулою і вістрям залишався маленький проміжок. Коли вістря наконечника потрапляло в область руху електронів, тобто електричних зарядів, весь зонд починав вагатися, а коливання зонда реєструвалися за допомогою лазерної системи.
Такий інноваційний дослідницький метод дозволить вченим пролити світло на безліч фізичних і хімічних процесів, основою яких є передача електричних зарядів, які є найбільш поширені на рівні мікросвіту. Крім цього, використовуючи новий метод, вчені змогли з'ясувати, як саме впливають зовнішні електричні поля на внутрішньо розподіл електричних зарядів усередині молекули. Приклавши зовнішній потенціал до молекулі нафталоцианина, вчені визначили, що це спричинило за собою перестановку двох атомів водню в центрі молекули. А ця перестановка докорінно змінила всю картину розподілу електричних зарядів усередині молекули.
В комбінації з деякими традиційними науковими методами вивчення наносвіту, новий метод дозволить зробити дослідження і відкриття, важливі не тільки для фундаментальної науки. Перебуваючи в руках компанії IBM, нові знання будуть використовуватися для розробки нових електронних пристроїв та приладів, заснованих на передачі і перенесення електричних зарядів в межах однієї молекули. "Оскільки ми збираємося почати створювати електронні пристрої атомарного і молекулярного масштабу, володіння новою технологією та знаннями про поведінку електричних зарядів дозволять нам зробити все максимально швидко і уникнути помилок" - розповів Фабіан Мон (Fabian Mohn), один з провідних дослідників IBM Research Zurich.