據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)2月27日?qǐng)?bào)道，IBM蘇黎世研究所的科學(xué)家首次成功地為單個(gè)分子內(nèi)的電荷分布成像。這一成就將使科學(xué)家能對(duì)單分子開關(guān)、原子與分子間鍵的形成進(jìn)行深入研究，也使這一技術(shù)在未來太陽能的光能轉(zhuǎn)化、能量存儲(chǔ)或分子尺度的計(jì)算設(shè)備等領(lǐng)域擁有巨大的應(yīng)用潛力。

　　IBM公司的科學(xué)家使用一類特殊的原子力顯微鏡——開爾文探針力顯微鏡，在低溫環(huán)境和超高真空內(nèi)，直接為單個(gè)萘酞菁有機(jī)分子內(nèi)的電荷分布進(jìn)行了成像。研究發(fā)表在最新一期的《自然·納米技術(shù)》雜志上。

　　盡管掃描隧道顯微鏡能被用來為一個(gè)分子的電子軌道成像；原子力顯微鏡也能被用來分解分子結(jié)構(gòu)，但迄今為止，人們還不能為單個(gè)分子內(nèi)的電荷分布成像。

　　加州大學(xué)伯克利分校的物理學(xué)教授米歇爾·克羅米表示：“最新研究展示了一項(xiàng)非常重要的新能力，借助這一技術(shù)，科學(xué)家們以后能直接測量單個(gè)分子內(nèi)的電荷是如何自我安排的。理解這種電荷分布對(duì)于理解分子在不同環(huán)境下如何工作非常關(guān)鍵。這一技術(shù)將對(duì)物理、化學(xué)和生物學(xué)的很多領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。”

　　實(shí)際上，IBM的新技術(shù)與掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡一起，相互補(bǔ)充地為科學(xué)家們提供了與分子有關(guān)的信息，展示了分子的不同屬性。就像X射線、磁共振成像（MRI）或超聲波等醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，能相輔相成地提供與個(gè)人的身體情況和健康狀況有關(guān)的信息一樣。

　　該研究的領(lǐng)導(dǎo)者、IBM蘇黎世研究所納米尺度體系研究小組的物理學(xué)家費(fèi)邊·蒙表示：“這項(xiàng)技術(shù)為我們提供了另外一條信息通道，將進(jìn)一步擴(kuò)展我們對(duì)納米尺度物理學(xué)的理解。借此技術(shù)，科學(xué)家們將能在單分子尺度上調(diào)查，當(dāng)單個(gè)化學(xué)鍵在原子和分子表面間形成時(shí)，電荷是如何被重新分布的。當(dāng)我們建造原子和分子尺度的設(shè)備時(shí)，這一點(diǎn)不可或缺。”

　　例如，這項(xiàng)技術(shù)能被用來研究所謂的電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物內(nèi)的電荷分離和電荷輸送情況。這些絡(luò)合物由兩個(gè)或多個(gè)分子組成，擁有巨大的應(yīng)用潛力，可用于能量存儲(chǔ)或光伏學(xué)等領(lǐng)域，很多科學(xué)家正在對(duì)它們進(jìn)行深入研究。

　　在IBM蘇黎世研究所領(lǐng)導(dǎo)STM和AFM研究活動(dòng)的資深科學(xué)家杰拉德·梅爾補(bǔ)充道：“這項(xiàng)研究標(biāo)志著我們使用掃描探針顯微鏡（SPM）在原子尺度控制和探索分子系統(tǒng)方面取得了重大進(jìn)展。”（劉霞）