Stojíme na prahu nové éry?

Srp 29, 2009

  zachycený vzhled molekuly pentacenu
    Pentacen - molekula, kolem jejíž "fotografie" se točí dnešní postřeh.
 

    Každý den se něco děje - ať už na poli sportovním, politickém, soukromém, ekonomickém, ale i vědeckém. Události mají různou důležitost. - klasické přecházíme bez povšimnutí, protože na ně narážíme denně, nad zajímavými se pozastavíme, protože je často nevídáme, ale nad některými zůstáváme nevěřícně ohromeně stát. Někdy se totiž objeví zpráva, která svým významem zcela vybočuje z obvyklé řady.

    Právě jednu mimořádnou zprávu nám před pár dny naservírovaly mezinárodní tiskové agentury. Švýcarští vědci z IBM totiž pořídili zajímavou fotografii. Na tom přece není nic divného, řeknete si možná - fotografií přeci vzniká každý den bezpočet - fotoaparáty jsou dnes v každém lepším mobilu. Přesto tato fotografie vejde do dějin. Je to totiž poprvé v historii, kdy se podařilo zachytit reálný obraz molekuly! Tedy, on by sám výraz fotografie mohl být velmi zavádějící. Vědci totiž použili sofistikovanou metodu zvanou Atomic Force Microscopy zkráceně AFM. V překladu bychom tento termín mohli přeložit jako mikroskopie atomárních sil.

    Při této metodě je zkoumaná molekula (privilegium být první se dostalo pentacenu - molekule pěti do řady spojených benzenových jader se sumárním vzorcem C22H14) se umístí do speciální komory, ve které se následně po utěsnění vytvoří silné vakuum. Když je z komory odsát takřka veškerý vzduch, přiblíží se ke vzorku snímací jehla. Ani ta ale není jen tak obyčejná. S tím kusem železa, se kterým se umí některé ženy hbitě ohánět má společný tak maximálně název. Tahle jehla je totiž pravděpodobně nejšpičatějším předmětem na světě. Její hrot totiž na samém vrcholu tvoří pouhopouhý jeden jediný atom! Když k tomu ještě připočtete teplotu -268°C, tedy blízko absolutní nuly (aby se co nejvíce eliminoval neurovnaný pohyb mikroskopických částic) dostaneme neuvěřitelně přesný snímací přístroj. AFM totiž měří takřka neznatelné změny síly působící mezi hrotem a vzorkem. S pomocí tohoto přístroje se dá prohlédnout i skrz elektronový obal, který obklopuje všechny molekuly a dostaneme se tak až k samotnému skeletu molekuly - dají se dokonce rozlišit i jednotlivé meziatomární vazby. A že se jedná o skutečně husarský kousek nám potvrdí i následující čísla. Molekula pentacenu měří na délku 1,4 nanometru. Délka vazeb mezi atomy uhlíku je pouhých 0,14 nanometru! To znamená, že kdybyste z těchto meziuhlíkových vazeb chtěli vytvořit čárku dlouhou 1 centimetr, museli byste jich za sebe naskládat přesně 71 428 571. I když se to příčí zdravému lidskému rozumu tak i takhle drobnou vzdálenost AFM dokáže zachytit. S pomocí AFM se sice nedá poznat o jaké atomy se konkrétně jedná, přesto se jedná o pokrok dosud nevídaný. A navíc už se plánuje další vylepšení celého systému. Pokud by totiž na vzorek nechali působit minimální elektrické napětí, mohli by podle jeho chování určit i jeho přesné složení.

    Možná si teď kladete otázku - k čemu je to vůbec dobré. Upřímně a narovinu říkám, že kdybych měl vypsat všechna odvětví, ve kterých by nový vynález mohl najít uplatnění, četli byste tenhle postřeh asi hodně dlouho, proto se omezíme jen na dva nejvýznamnější a nejzajímavější. Hlavním oborem, ve kterém se tato metoda uplatní je bezesporu nanotechnologie. Pod tímto termínem si můžeme představit jakoukoliv technickou miniaturizaci - jednotlivé elektrické obvody, tranzistory a další součástky by se mohly miniaturizovat až na atomární úroveň. To by s sebou neslo buď ohromnou úsporu místa při zachování výkonu a nebo ohromný nárůst výkonu při zachování rozměrů. Tak jako tak by miniaturní mikročipy (nebo bych jim snad měl začít říkat nanočipy?) spotřebovávaly méně elektrického proudu, protože ten by byl využitý skutečně jen pro to k čemu je potřebný a nerozptyloval by se zbytečně v okolní hmotě. Výsledkem by byla pokročilá miniaturiace veškeré elektroniky - v první řadě tedy počítačových systémů. Dalším významným oborem je medicína. Lékaři vy získali do rukou mocný nástroj k výrobě léků se strukturou na tom přesnou. Kam by tohle vedlo si asi dokážou všichni představit - léky by byly mnohem účinnější, šité pacientovi na míru, ubylo by vedlejších účinků, medikamenty by působily jen tam kde mají.

    Stejně jako u všech vynálezů teprve až další roky ukáží jestli se skutečně jednalo o průlomový objev, který ovlivní většinu oboru lidského pokolení, nebo zda skončí v propadlišti dějin coby slepá technologická větev. Podle toho jak se zatím AFM jeví to ale vypadá, že se spíše zařadí do té první kategorie. Přejme si aby vědci pokračovali v rozvoji této technologie a dál ji vylepšovali. Zdá se toti, že opravdu stojíme na prahu nové epochy.

     Jaké jsou Vaše názory na metodu AFM? Těšíte se na objevy, které se s její pomocí možná podaří učinit? Napište nám o svých názorech! Pro své názory a dotazy využijte tento diskusní panel.