p Olhar para moléculas individuais através de um microscópio faz parte da vida cotidiana dos nanotecnologistas. Contudo, até agora tem sido difícil observar estruturas atômicas dentro de moléculas orgânicas. Na renomada revista científica Cartas de revisão física , Pesquisadores de Juelich explicam seu novo método, o que lhes permite fazer uma "visão de raio-x" dentro das moléculas. O método pode facilitar a análise de semicondutores orgânicos e proteínas. p Por sua visão do nanomundo, os pesquisadores de Juelich usaram um microscópio de tunelamento de varredura. Sua ponta fina de metal examina a superfície do espécime como a agulha de um toca-discos e registra as irregularidades atômicas e as diferenças de aproximadamente um nanômetro (um bilionésimo de milímetro) com minúsculas correntes elétricas. Contudo, mesmo que a ponta do microscópio tenha apenas a largura de um átomo, ainda não foi capaz de dar uma olhada dentro das moléculas.

p “Para aumentar a sensibilidade às moléculas orgânicas, colocamos um sensor e um transdutor de sinal na ponta, "diz o Dr. Ruslan Temirov. Ambas as funções são cumpridas por uma pequena molécula composta de dois átomos de deutério, também chamado de hidrogênio pesado. Uma vez que fica pendurado na ponta e pode ser movido, segue os contornos da molécula e influencia a corrente que flui da ponta do microscópio. Uma das primeiras moléculas estudadas por Temirov e colaboradores foi o composto dianidrido perileno tetracarboxílico. Consiste em 26 átomos de carbono, oito átomos de hidrogênio e seis átomos de oxigênio formando sete anéis interconectados. Imagens anteriores mostravam apenas um ponto com diâmetro de aproximadamente um nanômetro e sem contornos. Muito parecido com uma imagem de raio-X, o microscópio de tunelamento de varredura Juelich mostra a estrutura interna em forma de favo de mel da molécula, que é formado pelos anéis.

p "É a notável simplicidade do método que o torna tão valioso para pesquisas futuras, "diz o Prof. Stefan Tautz, Diretor do Instituto de Bio- e Nanosistemas da Forschungszentrum Juelich. O método Juelich foi registrado como uma patente e pode ser facilmente usado com microscópios comerciais de tunelamento. "As dimensões espaciais dentro das moléculas agora podem ser determinadas em alguns minutos, e a preparação da amostra é baseada predominantemente em técnicas padrão, "diz Tautz. Na próxima etapa, os cientistas de Jülich estão planejando calibrar a intensidade da corrente medida também. Se eles forem bem sucedidos, as intensidades de corrente medidas podem permitir que o tipo de átomos seja diretamente determinado.

p Depois de publicar as imagens iniciais produzidas com o novo método em 2008, o grupo de pesquisa de Tautz e Temirov foi agora capaz de explicar o princípio da mecânica quântica de operação do deutério na ponta do microscópio. Seus resultados foram suportados por cálculos assistidos por computador pelo grupo de trabalho do Prof. Michael Rohlfing na Universidade de Osnabruck. A chamada repulsão de Pauli de curto alcance é uma força físico-quântica entre o deutério e a molécula que modula a condutividade e nos permite medir as estruturas finas com muita sensibilidade.

p O método de Juelich pode ser usado para medir a estrutura e distribuição de carga de moléculas planas que podem ser usadas como semicondutores orgânicos ou como parte de dispositivos eletrônicos futuros rápidos e eficientes. Grandes biomoléculas tridimensionais, como proteínas, podem ser examinadas assim que as técnicas forem refinadas.