Mesures AFM de clusters assemblés de 8 hq sur Cu(111). (A et B) Images de décalage de fréquence à hauteur constante de grappes assemblées de molécules typiques, et leurs modèles de structure correspondants (C et D). Paramètres d'imagerie :V =0 V, A =100h, z =+22h. Taille de l'image :(A) 2,3 nm × 2,0 nm, (B) 2,5 nm × 1,8 nm. Les lignes pointillées dans (C) et (D) indiquent des liaisons H probables entre les molécules de 8 hq. Crédit: Science DOI : 10.1126/science.1242603
(Phys.org) — Des chercheurs du Centre national chinois pour les nanosciences et la technologie et de l'Université Renmin ont utilisé la microscopie à force atomique (AFM) pour créer une image des faibles liaisons hydrogène présentes dans une molécule. Dans leur article publié dans la revue Science , l'équipe décrit comment ils ont utilisé la forme sans contact de l'AFM pour capturer une image de liaisons hydrogène faibles dans une molécule de 8-hydroxyquinoléine (8hq).
Jusque récemment, les images les plus précises des molécules ont été obtenues en utilisant la microscopie à effet tunnel, les avancées récentes de l'AFM, cependant (en particulier l'ajout d'une molécule de monoxyde de carbone à la pointe de la sonde) en ont fait la méthode de choix pour obtenir des images réelles des molécules et des liaisons qui les maintiennent ensemble. Dans ce nouvel effort, l'équipe de recherche a fait progresser la science de l'AFM en capturant une image des faibles liaisons hydrogène présentes dans une molécule de 8hq. Comprendre comment fonctionnent les liaisons hydrogène est une partie très importante de la science - ils sont responsables, par exemple, pour maintenir ensemble des brins d'ADN.
Actuellement, il existe deux manières de capturer des images à l'aide de l'AFM :contact, et l'imagerie sans contact. Avec l'imagerie de contact, la pointe de la sonde mécanique est amenée à toucher la surface du matériau analysé. La quantité de déviation de la pointe de la sonde lorsqu'elle est traînée est utilisée pour créer une image. En mode sans contact, la pointe est rapprochée de la surface, mais n'y touche pas. Une image est créée en mesurant les modifications apportées à la sonde à pointe oscillante par les forces faibles émanant de la source.
L'équipe en Chine a utilisé la forme sans contact de l'AFM et a choisi 8hq comme sujet de test car il s'agit d'une molécule relativement plate. L'image résultante est la première créée à l'aide de l'AFM pour montrer des liaisons hydrogène faibles, et est important parce qu'il y a encore un débat sur la nature des liaisons hydrogène. Pendant de nombreuses années, il a été considéré comme une interaction purement électrostatique - de nouvelles preuves ont jeté le doute sur cette idée, suggérant qu'il pourrait être au moins partiellement chimique. La nouvelle image n'éclaircit pas le débat, mais offre des possibilités intéressantes pour l'avenir car il démontre qu'à mesure que l'AFM mûrit, il offrira de plus en plus de preuves de la vraie nature des molécules et de la façon dont elles interagissent.
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