مراقبة تفاعل كيميائي

منذ ظهور علم الكيمياء، كان الكيميائيون يحلمون بمراقبة عملية تكسير روابط 

الجزيئات و إعادة تشكيلها، أي مراقبة التفاعل الكيميائي، لكن
تعذر عليهم ذلك لعدم وجود التقنيات اللازمة، فاكتفوا بافتراض آليات حدوث التفاعل، و ذلك اعتمادا على المواد المتفاعلة و المواد الناتجة.

استطاع العلماء على مدى السنين الحصول على صور نمذجية للمركبات الكيميائية و 

شكل الروابط فيها، لكن بقي حلم مراقبة التفاعل هو الأهم.

الآن، استطاع فيليكس فيشر Felix Fischer و زملائه من مخبر بيركلي

 Berkley Laboratory /أمريكا، بتحويل السلاسل الخطية للكربون إلى غرافين 

Graphene، و قرروا مراقبة سير التفاعل، باستخدام مجهر المسح النفقي

STM، لكن لم تكن الصور بتلك الدقة المطلوبة.

قرر الفريق استخدام مجهر القوى الذرية الغير متصل nc-AFM، حيث يكون مسبار 

السطح إبرة حادة معلق عليها جزيئة أحادي اوكسيد الكربون. ترتد الإبرة ميكانيكيا

عند وجود قوى الكترونية قريبة جدا من العينة المدروسة، و هي مشابهة لعمل إبرة 

جهاز الاسطوانات الموسيقية القديمة phonograph عند تحركها ضمن الأخاديد.

يقول فيشر: "تمتز جزيئة أوكسيد الكربون على رأس إبرة المجهر، حيث تترك ذرة 

اوكسيجين كمسبار. إن تحريك الاصبع الذري ذهابا و إيابا على السطح هو كطريقة 

قراءة المكفوفين، كما لو كنا نشعر بالمطبات الصغيرة التي سببها الذرات".

إن حركة الاصبع الذري لا تتحسس الذرات المفردة، لكن أيضا قوى الروابط المتشكلة 

من الالكترونات المتبادلة بين الذرات.

أعطى مجهر القوى الذرية تأكيد بصري للآليات، التي تكمن وراء تفاعلات الكيمياء 

العضوية، وقد عززت النتائج الغير متوقعة قوة استخدلم طرق لبناء أجهزة الكترونية 

نانوية من الأسفل للأعلى.