Enkelte molekyler viser løfte om optisk at detektere enkelte elektroner

* Elektroner er de grundlæggende byggesten i stof og elektricitet, og forståelsen af ​​deres adfærd er afgørende for mange områder af videnskab og teknologi. Elektroner er dog også meget små og svære at opdage, især på enkeltmolekyleniveau.

* Nu har forskere ved University of California, Berkeley, udviklet en ny metode til optisk påvisning af enkelte elektroner ved hjælp af enkelte molekyler. Metoden er baseret på, at fluorescensen af ​​et molekyle kan slukkes ved tilstedeværelsen af ​​en elektron. Ved omhyggeligt at kontrollere miljøet af et enkelt molekyle, var forskerne i stand til at detektere tilstedeværelsen af ​​en enkelt elektron med en høj grad af følsomhed.

* Den nye metode kan have en bred vifte af anvendelser, herunder i udviklingen af ​​nye elektroniske enheder, undersøgelse af biologiske processer og påvisning af kemiske arter.

Sådan fungerer metoden

Den nye metode fungerer ved at bruge et enkelt molekyle af et fluorescerende farvestof, der er fastgjort til en metaloverflade. Når en elektron er til stede på metaloverfladen, kan den slukke for farvestoffets fluorescens. Det betyder, at intensiteten af ​​den fluorescens, der udsendes af farvestoffet, vil falde, når en elektron er til stede.

Forskerne målte farvestoffets fluorescensintensitet ved hjælp af et meget følsomt mikroskop. Ved omhyggeligt at kontrollere molekylets miljø var de i stand til at eliminere andre kilder til fluorescensslukning, såsom tilstedeværelsen af ​​andre molekyler eller forurenende stoffer. Dette gjorde det muligt for dem at detektere tilstedeværelsen af ​​en enkelt elektron med en høj grad af følsomhed.

Anvendelser af den nye metode

Den nye metode kan have en bred vifte af anvendelser, herunder i udviklingen af ​​nye elektroniske enheder, undersøgelse af biologiske processer og påvisning af kemiske arter.

* Nye elektroniske enheder: Den nye metode kunne bruges til at udvikle nye elektroniske enheder, der er baseret på enkelte molekyler. Disse enheder kunne være meget mindre og mere effektive end traditionelle elektroniske enheder, og de kunne også bruges til at skabe nye typer sensorer og detektorer.

* Undersøgelse af biologiske processer: Den nye metode kunne bruges til at studere biologiske processer, der involverer overførsel af elektroner. Disse oplysninger kan hjælpe forskere til bedre at forstå, hvordan celler fungerer, og hvordan sygdomme udvikler sig.

* Detektion af kemiske arter: Den nye metode kunne bruges til at påvise tilstedeværelsen af ​​specifikke kemiske arter. Disse oplysninger kan være nyttige til miljøovervågning, hjemlandsikkerhed og medicinsk diagnostik.