Udnyttelse af potentialet i det underligt formede molekyle

Forskere ved University of Nottingham har gjort en opdagelse, der kan have vigtige konsekvenser for at udnytte potentialet i et enkelt molekyle på nanoskala.

I et papir offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation , et hold af fysikere og kemikere har for første gang demonstreret måden, hvorpå et uregelmæssigt formet molekyle adsorberes på en overflade.

Det giver vigtig information til videnskabsmænd om, hvordan disse molekyler kunne arrangeres til at danne strukturer, potentielt at bygge små nye datalagringsenheder, som er 40 til 50 gange mindre end deres eksisterende siliciumbaserede modstykker.

Forskningen blev ledet af professor Peter Beton fra Nanoscience-gruppen på universitetets School of Physics and Astronomy i samarbejde med Neil Champness, Professor i kemisk nanovidenskab på Kemiskolen.

Professor Champness sagde:"Størstedelen af ​​arbejdet på dette område har fokuseret på symmetrisk formede molekyler, for eksempel molekyler, som er kvadratiske eller sfæriske. Egenskaberne og adfærden af ​​disse molekyler er forholdsvis nemme for os at forudsige og forstå.

"Imidlertid, kun en meget lille procentdel af molekyler er symmetrisk formet og begrænser vores brug til dem, fordi de er bedre forstået, kan være alvorligt begrænsende.

"Mange af de mere uregelmæssigt formede molekyler har ekstremt nyttige egenskaber - hvis vi kan gemme information om et enkelt molekyle, som normalt er omkring en nanometer, i modsætning til den siliciumbaserede ækvivalent på 40 til 50 nanometer, vi kunne potentielt bygge enheder, der er meget mindre i størrelse, men som har en meget tættere lagerkapacitet."

Arbejdet har involveret computermodellering af et manganbaseret molekyle - formet som en konkav 'marmelade-doughnut' - og forudsige, hvordan det ville blive adsorberet på en guldoverflade, før dets faktiske adfærd i laboratoriet observeres. På grund af molekylernes skrøbelige natur, holdet var nødt til at bruge en ny elektrospray-aflejringsteknik for at få molekylerne op på overfladen uden at ødelægge deres funktionalitet.

Arbejdet bygger på tidligere forskning fra holdet, som blev udgivet af Nature tilbage i 2003, hvor de demonstrerede, at de kunne fange molekyler i en honeycomb-lignende struktur, ligner en æggekasse, at kontrollere den måde, hvorpå molekyler interagerer med hinanden og at bygge mere effektivt ordnede molekylære arrays.

Den seneste forskning er blevet støttet af Det Europæiske Fællesskab — Research Infrastructure Action, Forskningsrådet for Engineering and Physical Sciences (EPSRC) og Europa-Kommissionens netværk for tidligt forskningstræning, PENGE.