Физики впервые разглядели отдельные атомы

Европейские физики разработали новую технологию атомной силовой микроскопии, которая позволяет добиваться беспрецедентной детализации объектов. Статья с описанием метода появилась в журнале Science. Кратко исследование описано на портале Physics World.

Атомная силовая микроскопия начала применяться около 20 лет назад. При использовании этого метода изображение объектов создается при помощи иглы микроскопа, скользящей над препаратом. Игла "чувствует" силы атомных связей, действующих между атомами вещества, и соответственным образом отклоняется от прямой траектории.

Из-за технических ограничений игла микроскопа не может приблизиться к препарату ближе, чем на один нанометр. Основной причиной, мешающей игле опуститься ниже, являются силы Ван-дер-Ваальса - относительно слабые силы межмолекулярного взаимодействия. Из-за сил Ван-дер-Ваальса для того, чтобы смоделировать изучаемый объект по отклонению иглы, необходимо очень точно знать ее строение. Для стандартных игл эта характеристика всегда не до конца определена.

На кончике иглы атомного силового микроскопа, разработанного авторами новой работы, находится одна молекула угарного газа. Его химическая формула - CO. Молекула CO отличается высокой стабильностью, и силы Ван-дер-Ваальса оказывают на нее относительно несущественное влияние.

Чтобы продемонстрировать возможности новой технологии, исследователи изучили с ее помощью строение молекулы пентацена. Этот углеводород, состоящий из пяти колец, имеет химическую формулу C₂₂H₁₄. Физики смогли различить все пять колец, а также отдельные атомы углерода и водорода. Разрешение, которого удалось добиться авторам, является лучшим за всю историю атомной силовой микроскопии. Полученное фото молекулы доступно здесь.

Один из авторов работы признался, что решение поместить на кончик иглы молекулу CO было случайным. Молекула попала на иглу, когда ученые проводили исследование с использованием стандартной техники атомной силовой микроскопии.

Перспективы использования нового метода весьма широкие. Атомная силовая микроскопия с чрезвычайно высоким разрешением позволит составить каталог "внешнего вида" различных химических соединений. Кроме того, с его помощью можно изучать еще не описанные молекулы. Также метод окажется востребованным в электронике, где сейчас стремительно развиваются технологии устройств наноразмеров.

Установлен рекорд эффективности солнечных батарей

Ученые добились рекордной эффективности солнечных батарей - 43 процента (то есть 43 процента солнечной энергии превращается в электрическую). Предыдущей рекорд составлял 42,8 процента и был установлен в 2007 году. Об этом сообщается в пресс-релизе Университета Нового Южного Уэльса, сотрудники которого принимали участие в работе.

В рамках исследования ученые создали солнечную батарею, которая способна перерабатывать в электрическую энергию до 46 процентов электромагнитного излучения в красном и инфракрасном спектрах. Используя данную разработку, ученые собрали массив батарей из пяти компонент, каждая из которых была оптимизирована для своего региона спектра.

Исследователи отмечают, однако, что новый рекорд был установлен в лабораторных условиях. Так, свет перед попаданием на батареи фокусировался специальными линзами. Кроме этого стоимость всей установки далека от значений, которые позволили бы производить ее в промышленных масштабах. По словам ученых, рекорд для одной солнечной батареи составляет примерно 25 процентов.

Совсем недавно ученым удалось построить самолет на солнечных батареях для беспосадочного кругосветного перелета. Первые испытания нового самолета, получившего название Solar Impulse, запланированы на конец 2009 года. Во время этих испытаний аппарат должен пролететь без посадки два дня и одну ночь.