Eindelijk weten we waarom spinnendraden zo sterk zijn

De natuur stelt ons steeds weer voor verrassingen. Het blijft een gemeenplaats, maar daarom niet minder waar. Om daar achter te komen hebben de onderzoekers de zaak nu eens met een atoomkrachtmicroscoop bekeken. Een draad van een spinnenweb is vijf keer zo sterk als staal. Lees verder

Atoomkrachtmicroscoop kleiner dan een bankpas

micro-atoomkrachtmicroscoop

Dit zou de hele atoomkrachtmicroscoop zijn (afb: univ. van Texas)

Met atoomkracht-microscopen kun je akelig kleine details vastleggen in het nanobereik. Onderzoekers van de universiteit van Texas hebben nu een atoom-krachtmicroscoop gemaakt die kleiner is dan een bankpas. Hun hoop is dat dit apparaat, dat onder veel meer bij materiaalonderzoek wordt gebruikt maar ook als werktuig dienst doet, daardoor een stuk goedkoper zal worden en haalbaar wordt voor meer onderzoekers maar ook de industrie.
Lees verder

Fotonkrachtmicroscoop ‘verfijnd’ tot 20 nm

Fotonkrachtmicroscoop

Het idee van de fotonkrachtmicroscoop met in fase gebracht licht (‘squeezed light’)

Door kwantummechanica te combineren met fotonkrachtmicroscopie zijn Australische onderzoekers er in geslaagd gedetailleerde opnames te maken van een levende cel, zeggen de onderzoekers. Hoe? Lees verder

‘Schakelaar’ zet atomenmagneten om

rastertunnelmicroscoop

Het principe van een rastertunnelmicroscoop

Onderzoekers uit Spanje, Portugal, Engeland en Duitsland hebben een manier ontwikkeld om de magnetische oriëntatie van afzonderlijke atomen te veranderen.  Die oriëntatie wordt veranderd door de elektrische koppeling met naburige atomen te veranderen, waarmee je een soort aan/uit- of 0/1-toestand kan creëren. Deze ontwikkeling biedt zicht op uiterst verfijnde structuren en systemen voor de opslag en verwerking van gegevens. Lees verder

Ferroelektriciteit lijkt op hersenactiviteit

 

Memrekenen

Onverwacht, chaotisch gedrag van ferroelektrische materialen voedt het idee voor een nieuw type computers.

Ferroelektriciteit is een eigenschap van bepaalde materialen, waarbij, even losjes gezegd, losse elektronen dezelfde kant op bewegen. Het materiaal is ‘polair’. Die ‘polariteit’ kan worden omgezet met behulp van een elektrisch veld. Onderzoekers van het Oak Ridge-lab (ORNL) van het Amerikaanse ministerie van energie, in samenwerking met Russische en Oekraïnse wetenschappers, hebben dat effect onderzocht en zien mogelijkheden ferroelektriciteit (dat eigenlijk niets met ferro=ijzer te maken heeft) te gebruiken voor het opslaan en, tegelijkertijd, verwerken van informatie zoals in feite ook in de hersens gebeurt.  Lees verder

Chemie in actie betrapt

Molecuul direct in beeld Scheikundigen en natuurkundigen van de Universiteit van Californië in Berkeley, de universiteit van San Sebastian in Spanje en het Lawrence Berkeley National Laboratory hebben met behulp van een atoomkrachtmicroscoop een chemische reactie ‘in actie’ betrapt. Echt in actie was het niet, omdat er een plaatje werd gemaakt voor en na. Op de met de microscoop gemaakte afbeeldingen zouden, voor het eerst, niet alleen de atomen zijn te onderscheiden, maar ook de verbindingen tussen de atomen. Daarmee is direct de structuur van de moleculen te ‘zien’. Tot nu toe moesten scheikundigen de molecuulstructuur afleiden uit spectrogrammen.
Met deze nieuwe techniek zal het voor scheikundigen makkelijker worden te achterhalen hoe het reactiemechanisme in elkaar steekt, waardoor het makkelijker wordt de ‘juiste’ weg naar een beoogd product te vinden. Dat is van grote betekenis, want bij veel reacties tasten chemici in het duister waar het gaat om de manier waarop een chemische reactie verloopt. Assistent-hoogleraar scheikunde Felix Fischer, een van de onderzoekers, noemt de nieuwe techniek ‘baanbrekend’. “Hier hebben we een techniek in handen waarmee we kunnen zien hoe het molecuul er uit ziet.” Fischer ontwikkelt nanostructuren van de koolstofvorm grafeen die ongewoon kwantumgedrag vertonen, waardoor die mogelijk nuttig kunnen zijn voor nano-elektronische componenten.
Contactloze atoomkrachtmicroscoop Hij loopt daarbij regelmatig tegen het probleem aan dat hij niet weet hoe een gemaakte structuur er uit ziet. Samen met atoomkrachtmicroscoopspecialist Michael Crommie ontwikkelde hij een methode om de reactie ‘live’ te volgen. Daartoe koelden ze het reactieoppervlak af tot 4°K (zo’n -270°C). Ze plakten een koolstofmono-oxidemolecuul op de tip van de taster om zo, zonder de moleculen aan te raken, een plaatje ervan te maken. Eigenlijk moeten we het dan hebben over een rastertunnelmicroscoop, omdat bij een atoomkrachtmicroscoop de taster wel degelijk over het oppervlak gaat, maar deze techniek wordt toch contactloze atoomkrachtmicroscopie genoemd. Ze maakten bij 4°K een plaatje van het uitgangsmolecuul. Verwarmden het oppervlak om de reactie te laten plaatsvinden en koelden weer naar 4 graden Kelvin om een plaatje van het eindproduct te maken. “Je beperkt wel de reactiviteit door de reactie aan het oppervlak te laten plaatsvinden”, stelt Fischer, ” maar het biedt je het voordeel dat je afzonderlijke moleculen kunt bekijken. Uiteindelijk willen we nieuwe oppervlaktechemie ontwikkelen om qua opbouw zeer geordende structuren op oppervlakken te kunnen bouwen, voor, bijvoorbeeld, elektronische componenten, of logische poorten van koolstof.”

Bron: Universiteit van Californië, Berkeley (& foto’s)