Drejelige kroge af grafener kemisk fætter kunne revolutionere arbejdet med elektronmikroskoper

Enkeltlagsmaterialet Graphene blev genstand for en nobelpris i år, men forskning ledet af et team af forskere ved University of Warwick har fundet molekylære kroge på overfladen af ​​sin nære kemiske fætter, Grafenoxid, der potentielt vil give massive fordele for forskere, der bruger transmissionselektronmikroskoper. De kan endda bruges til at opbygge molekylære mekanismer.

Forskergruppen, som omfatter Dr. Jeremy Sloan, Neil Wilson og ph.d. -studerende Priyanka Pandey fra Institut for Fysik og Dr. Jon Rourke fra Institut for Kemi sammen med grupperne af Dr. Kazu Suenaga og Zheng Liu fra AIST i Japan og Dr. Ian Shannon og Laura Perkins i Birmingham kiggede på muligheden for at bruge Graphene som en base til at montere enkeltmolekyler til billeddannelse ved transmissionselektronmikroskopi. Da Graphene danner et elektrongennemsigtigt ark med kun et atom tykt, ville det muliggøre høj præcision, høj kontrast billeddannelse af molekylerne, der undersøges, samt undersøgelse af eventuelle interaktioner, de har med den understøttende grafen.

Selvom denne idé er god i teorien, Graphene er faktisk meget svært at skabe og manipulere i praksis. Forskerne vendte sig derfor til Graphenes lettere at håndtere fætter, Grafenoxid. Dette valg viste sig at være et spektakulært bedre materiale, da de fandt ekstremt nyttige egenskaber, i form af færdige molekylære kroge, der kunne gøre Graphene Oxide til det valgte understøttelsesmateriale til fremtidig transmissionselektronmikroskopi af ethvert molekyle med ilt på overfladen.

Graphene Oxides navn tilslører det faktum, at det faktisk er en kombination af kulstof, ilt og brint. For det meste ligner det stadig det ene atom tynde ark rent grafen, men det har også "funktionelle grupper" bestående af hydrogen parret med ilt. Disse funktionelle grupper kan binde stærkt til molekyler med eksterne oxygens, hvilket gør dem til ideelle bindere for forskere, der ønsker at studere dem ved transmissionselektronmikroskopi.

Denne funktion alene vil sandsynligvis være nok til at overtale mange forskere til at henvende sig til Graphene Oxide som en støtte til analyse af en række molekyler ved transmissionselektronmikroskopi, men forskerne fandt endnu en spændende egenskab ved disse praktiske kroge - molekylerne knyttet til dem bevæger sig og drejer rundt om dem.

Dr. Jeremy Sloan sagde:"Under de rigtige betingelser tilvejebringer de funktionelle grupper ikke kun molekylære bindere, der holder molekyler på et præcist sted, de tillader også, at molekylet kan centrifugeres i den position. Dette åbner en række nye muligheder for analyse af sådanne molekyler, men kan også være en nyttig mekanisme for alle, der ønsker at skabe "maskineri" i molekylær størrelse. "