Millal tehti molekulidest esimesed fotod? Aatomid ja molekulid. Yasmine Crawfordi "Märgistus hapnikumolekulidele".

Kutsume teid hindama Kuningliku Fotograafiaühingu "Aasta fotograafi" tiitlile pretendeerivate finalistide pilte. Võitja kuulutatakse välja 7. oktoobril ning parimate tööde näitus toimub 7. oktoobrist 5. jaanuarini Londoni teadusmuuseumis.

Väljaanne PM

Kim Coxi seebimullide struktuur

Seebimullid optimeerivad ruumi enda sees ja minimeerivad nende pindala antud õhuhulga jaoks. See muudab need kasulikuks õppeobjektiks paljudes valdkondades, eriti materjaliteaduse valdkonnas. Tundub, et mullide seinad voolavad gravitatsiooni mõjul alla: need on pealt õhukesed ja alt paksud.

Yasmine Crawfordi "Märgistus hapnikumolekulidele".

Pilt on osa autori viimasest suurprojektist fotograafia magistrikraadi saamiseks Falmouthi ülikoolis, kus keskenduti müalgilisele entsefalomüeliidile. Crawford ütleb, et ta loob pilte, mis ühendavad meid mitmetähendusliku ja tundmatuga.

"Igaviku rahu", autor Jevgeni Samuchenko

Pilt on tehtud Himaalajas Gosaikunda järvel 4400 meetri kõrgusel. Linnutee on galaktika, mis hõlmab meie päikesesüsteemi: ebamäärane valgusriba öötaevas.

David Spearsi "Segane jahumardikas".

See väike kahjurmardikas nakatab teravilja ja jahutooteid. Pilt tehti skaneeriva elektronmikrograafiga ja värviti seejärel Photoshopis.

Dave Watsoni Põhja-Ameerika udukogu

Põhja-Ameerika udukogu NGC7000 on Cygnuse tähtkuju emissiooniudu. Udu kuju meenutab Põhja-Ameerika kuju – näha on isegi Mehhiko lahte.

Victor Sikora hirvepõrnikas

Fotograaf kasutas valgusmikroskoopiat viiekordse suurendusega.

Lovelli teleskoop, autor Marge Bradshaw

"Mind on Jodrell Bankis asuv Lovelli teleskoop lummanud sellest ajast peale, kui ma seda kooliekskursioonil nägin," ütleb Bradshaw. Ta tahtis teha üksikasjalikumaid fotosid, et näidata tema kulumist.

Mary Ann Chiltoni "Muusu tagurpidi".

Ujumise asemel veedab see liik aega vees pulseerides. Meduuside värvus on vetikate söömise tulemus.

muud ettekanded molekulaarfüüsikast

"Tuuma sidumisenergia" – elementide massiarvuga 50 kuni 60 maksimaalne sidumisenergia (8,6 MeV/nukleon) – Massi defekt. Coulombi jõud kipuvad tuuma murdma. Nukleonide sidumisenergia pinnal on väiksem kui tuuma sees olevate nukleonide oma. Uchim.net. Aatomituumade sidumisenergia. Spetsiifiline sidumisenergia. Einsteini võrrand massi ja energia vahel:

"Aatomituuma struktuur" - Geigeri loendur Pilvekamber. Raadium (kiirgav). Radioaktiivse kiirguse kasutamine. Marie Sklodowska-Curie ja Pierre Curie. Becquerel Antoine Henri – 1897 Termotuumasüntees on kergete tuumade ühinemisreaktsioon. M-massiarv - tuuma mass, nukleonite arv, neutronite arv M-Z. Poloonium. Aheltuumareaktsioon.

"Fotoelektrilise efekti rakendamine" - Riiklik õppeasutus MTÜ Kutselütseum nr 15. Fotoelektrilise efekti avastamise ja uurimise ajalugu. Lõpetanud: füüsikaõpetaja Varlamova Marina Viktorovna. Einsteini võrrand fotoelektrilise efekti jaoks A. Einstein. fotoelektrilise efekti jälgimine. Stoletov A.G. Küllastusvoolu tugevus on võrdeline katoodile langeva kiirguse intensiivsusega.

"Aatomi tuuma ehitus" - A. 10 -12. Aatomituumade radioaktiivne transformatsioon. Järelikult koosneb kiirgus positiivsete, negatiivsete ja neutraalsete osakeste voogudest. 13 - 15. 1896 Henri Becquerel (prantslane) avastas radioaktiivsuse fenomeni. Tähistatakse - , millel on mass? 1a.u.m. ja laeng on võrdne elektroni laenguga. 5. Aatom on neutraalne, sest tuuma laeng võrdub elektronide kogulaenguga.

"Aatomituuma koostis" - massiarv. TUUMJÕUD – atraktiivsed jõud, mis seovad tuumas prootoneid ja neutroneid. Tuumajõud. Südamiku tähistuse üldvaade. Tasu number. Laenguarv on võrdne tuuma laenguga, väljendatuna elementaarelektrilaengutes. Laengu number on võrdne keemilise elemendi järjekorranumbriga. Mitu korda suurem kui Coulombi jõud.

"Plasmasüntees" - Ehitusaeg on 8-10 aastat. Tänan tähelepanu eest. ITERi ehitus ja infrastruktuur. TOKAMAKI loomine. ITERi projekteerimisparameetrid. ITERi (ITER) loomine. 5. Ligikaudne maksumus 5 miljardit eurot. Termotuumarelvad. Venemaa panus ITERi reaktorisse. 2. Termotuumaenergia eelis. Energianõuded.

Elektronipilvi püüdev vesinikuaatom. Ja kuigi kaasaegsed füüsikud suudavad kiirendite abil isegi prootoni kuju määrata, jääb vesinikuaatom ilmselt väikseimaks objektiks, mille pilti on mõtet fotoks nimetada. "Lenta.ru" annab ülevaate kaasaegsetest mikromaailma pildistamise meetoditest.

Rangelt võttes tavalist fotograafiat tänapäeval peaaegu ei olegi. Pildid, mida me tavaliselt nimetame fotodeks ja mida võib leida näiteks mis tahes Lenta.ru fotoesseest, on tegelikult arvutimudelid. Valgustundlik maatriks spetsiaalses seadmes (tavapäraselt nimetatakse seda endiselt "kaameraks") määrab valguse intensiivsuse ruumilise jaotuse mitmes erinevas spektrivahemikus, juhtelektroonika salvestab need andmed digitaalsel kujul ja seejärel teine ​​elektrooniline lülitus, mis põhineb nende andmete põhjal annab vedelkristallkuvari transistoridele käsu. Kile, paber, erilahendused nende töötlemiseks – kõik see on muutunud eksootiliseks. Ja kui meenutada selle sõna otsest tähendust, siis on fotograafia “valgusmaal”. Mis siis öelda, et teadlastel see õnnestus pildistada aatom, on võimalik ainult korraliku konventsionaalsusega.

Enam kui pooled astronoomilistest piltidest on pikka aega tehtud infrapuna-, ultraviolett- ja röntgenteleskoopidega. Elektronmikroskoobid kiiritavad mitte valguse, vaid elektronkiirega, aatomjõumikroskoobid aga skaneerivad proovi reljeefi nõelaga. On olemas röntgenmikroskoobid ja magnetresonantstomograafia skannerid. Kõik need seadmed annavad meile täpseid pilte erinevatest objektidest ja vaatamata sellele, et siin pole muidugi vaja rääkida "valgusmaalist", lubame endale selliseid pilte siiski fotodeks nimetada.

Füüsikute katsed prootoni kuju või kvarkide jaotumise määramiseks osakeste sees jäävad kulisside taha; meie lugu piirdub aatomite ulatusega.

Optika ei vanane kunagi

Nagu 20. sajandi teisel poolel selgus, on optilistel mikroskoopidel veel arenguruumi. Bioloogiliste ja meditsiiniliste uuringute määrav hetk oli fluorestseeruvate värvainete ja meetodite tulek teatud ainete valikuliseks märgistamiseks. See ei olnud "lihtsalt uus värv", see oli tõeline revolutsioon.

Vastupidiselt levinud eksiarvamusele ei ole fluorestsents pimedas üldse helendav (viimast nimetatakse luminestsentsiks). See on teatud energia kvantide (näiteks sinise valguse) neeldumise nähtus, millele järgneb teiste madalama energiaga kvantide ja vastavalt erineva valguse kiirgamine (sinise neeldumisel eraldub roheline). Kui paned sisse filtri, mis laseb läbi ainult värvaine kiirgavad kvantid ja blokeerib fluorestsentsi tekitava valguse, on näha tumedat tausta koos heledate värvilaikudega ning värvid võivad omakorda värvida proovi äärmiselt selektiivselt. .

Näiteks saate värvida närviraku tsütoskeleti punaseks, sünapsid esile tõsta rohelisega ja tuuma sinisega. Saate teha fluorestseeruva märgise, mis võimaldab teil teatud tingimustel tuvastada membraanil olevaid valgu retseptoreid või raku sünteesitud molekule. Immunohistokeemilise värvimise meetod on muutnud bioloogiateaduse pöörde. Ja kui geeniinsenerid õppisid tegema transgeenseid loomi fluorestseeruvate valkudega, koges see meetod uuestisündi: näiteks sai reaalsuseks hiired, kelle neuronid olid värvitud erinevat värvi.

Lisaks mõtlesid insenerid välja (ja praktiseerisid) nn konfokaalse mikroskoopia meetodi. Selle olemus seisneb selles, et mikroskoop keskendub väga õhukesele kihile ning spetsiaalne diafragma lõikab ära valguse, mida tekitavad sellest kihist väljaspool olevad objektid. Sellise mikroskoobiga saab proovi järjestikku ülevalt alla skaneerida ja saada piltide virna, mis on kolmemõõtmelise mudeli valmis aluseks.

Laserite ja keerukate optiliste kiirte juhtimissüsteemide kasutamine on võimaldanud lahendada värvi pleekimise ja õrnade bioloogiliste proovide kuivamise probleemi eredas valguses: laserkiir skaneerib proovi ainult siis, kui see on pildistamiseks vajalik. Ja selleks, et mitte raisata aega ja vaeva suure preparaadi uurimiseks kitsa vaateväljaga okulaari kaudu, pakkusid insenerid välja automaatse skaneerimissüsteemi: saate panna klaasi koos prooviga kaasaegse mikroskoobi objektilavale ja seade jäädvustab iseseisvalt kogu proovi suuremahulise panoraami. Samal ajal fokuseerib ta õigetes kohtades ja liimib seejärel kokku palju kaadreid.

Mõned mikroskoobid mahutavad elusaid hiiri, rotte või vähemalt väikseid selgrootuid. Teised annavad veidi tõusu, kuid on kombineeritud röntgeniaparaadiga. Paljud on paigaldatud siseruumides mitu tonni kaaluvatele spetsiaalsetele laudadele, kus on hoolikalt kontrollitud mikrokliima, et vältida vibratsioonihäireid. Selliste süsteemide maksumus ületab teiste elektronmikroskoopide omahinda ning kaunima raami konkursid on juba ammu traditsiooniks saanud. Lisaks jätkub optika täiustamine: alates parimate klaasitüüpide otsimisest ja optimaalsete läätsekombinatsioonide valikust on insenerid liikunud valguse teravustamise viiside juurde.

Oleme konkreetselt loetlenud mitmeid tehnilisi üksikasju, et näidata, et bioloogiliste uuringute valdkonna edusamme on pikka aega seostatud edusammudega teistes valdkondades. Kui poleks arvuteid, mis suudaksid värvitud rakkude arvu automaatselt mitmesajal fotol kokku lugeda, oleks supermikroskoopidest vähe kasu. Ja ilma fluorestseeruvate värvaineteta oleks kõik miljonid rakud üksteisest eristamatud, mistõttu oleks peaaegu võimatu jälgida uute teket või vanade hukkumist.

Tegelikult oli esimene mikroskoop klamber, mille külge oli kinnitatud sfääriline lääts. Sellise mikroskoobi analoogiks võib olla lihtne mängukaart, millesse on tehtud auk ja tilk vett. Mõnede teadete kohaselt kasutasid Kolõma kullakaevurid selliseid seadmeid juba eelmisel sajandil.

Üle difraktsioonipiiri

Optilistel mikroskoopidel on põhiline puudus. Fakt on see, et nende objektide kuju, mis osutusid lainepikkusest palju väiksemaks, on valguslainete kuju järgi võimatu taastada: sama hästi võib proovida materjali peent tekstuuri oma käega uurida. paks keevituskinnas.

Difraktsioonist tulenevad piirangud on osaliselt ületatud ja seda füüsikaseadusi rikkumata. Kaks asjaolu aitavad optilistel mikroskoopidel difraktsioonibarjääri alla sukelduda: asjaolu, et fluorestsentsi ajal kiirgavad kvantid üksikute värvimolekulide poolt (mis võivad olla üksteisest üsna kaugel) ja asjaolu, et valguslaineid üksteise peale asetades on võimalik saada eredat valgust. lainepikkusest väiksema läbimõõduga laik.

Üksteise peale asetades on valguslained võimelised üksteist kustutama, seetõttu on näidise valgustusparameetrid sellised, et võimalikult väike ala langeb heledasse piirkonda. Kombineerituna matemaatiliste algoritmidega, mis võivad näiteks eemaldada varjundit, parandab selline suunavalgustus pildikvaliteeti märkimisväärselt. Võimalik on näiteks uurida rakusiseseid struktuure optilise mikroskoobiga ja isegi (kirjeldatud meetodi kombineerimisel konfokaalse mikroskoopiaga) saada nende kolmemõõtmelisi pilte.

Elektronmikroskoop enne elektroonilisi instrumente

Aatomite ja molekulide avastamiseks ei pidanud teadlased neid vaatama – molekulaarteooria ei pidanud objekti nägema. Kuid mikrobioloogia sai võimalikuks alles pärast mikroskoobi leiutamist. Seetõttu seostati mikroskoope algul just meditsiini ja bioloogiaga: füüsikud ja keemikud, kes uurisid palju väiksemaid objekte, mida hallati muul viisil. Kui nad soovisid vaadata ka mikrokosmost, muutusid difraktsioonipiirangud tõsiseks probleemiks, eriti kuna ülalkirjeldatud fluorestsentsmikroskoopia meetodid olid endiselt tundmatud. Ja eraldusvõimet 500 nanomeetrilt 100-le pole mõtet tõsta, kui vaadeldav objekt on veelgi väiksem!

Teades, et elektronid võivad käituda nii laine kui ka osakestena, lõid Saksamaa füüsikud 1926. aastal elektronläätse. Selle aluseks olev idee oli väga lihtne ja igale koolilapsele arusaadav: kuna elektromagnetväli suunab elektronid kõrvale, saab selle abil muuta osakeste kiire kuju, tõmmates neid laiali või, vastupidi, vähendada osakeste läbimõõtu. tala. Viis aastat hiljem, 1931. aastal, ehitasid Ernst Ruska ja Max Knoll maailma esimese elektronmikroskoobi. Seadmes valgustati näidist esmalt elektronkiire abil ning seejärel laiendas elektronlääts läbinud kiirt, enne kui see spetsiaalsele luminestsentsekraanile langes. Esimene mikroskoop andis vaid 400-kordse suurenduse, kuid valguse asendamine elektronidega avas tee sadu tuhandeid kordi suurendusega pildistamiseks: disaineritel tuli ületada vaid paar tehnilist takistust.

Elektronmikroskoop võimaldas uurida rakkude ehitust kvaliteedis, mis varem oli kättesaamatu. Kuid selle pildi järgi on võimatu aru saada rakkude vanusest ja teatud valkude olemasolust neis ning see teave on teadlastele väga vajalik.

Elektronmikroskoobid võimaldavad nüüd teha viirustest lähivõtteid. Seadmeid on mitmesuguseid modifikatsioone, mis võimaldavad mitte ainult läbi õhukeste lõikude paista, vaid ka neid "peegeldunud valguses" (muidugi peegeldunud elektronides) arvestada. Me ei räägi üksikasjalikult kõigist mikroskoopide võimalustest, kuid märgime, et hiljuti õppisid teadlased, kuidas difraktsioonimustri järgi kujutist taastada.

Puudutage, mitte ei näe

Järjekordne revolutsioon tuli "valgusta ja vaata" põhimõttest edasise kõrvalekaldumise arvelt. Aatomjõumikroskoop, nagu ka skaneeriv tunnelmikroskoop, ei paista enam proovide pinnale. Selle asemel liigub üle pinna eriti õhuke nõel, mis sõna otseses mõttes põrkub isegi üksiku aatomi suuruste konaruste peale.

Kõikide selliste meetodite üksikasjadesse laskumata märgime peamise asja: tunnelmikroskoobi nõela ei saa mitte ainult mööda pinda liigutada, vaid seda saab kasutada ka aatomite ümberpaigutamiseks ühest kohast teise. Nii loovad teadlased pealdisi, jooniseid ja isegi koomikseid, kus joonistatud poiss mängib aatomiga. Tõeline ksenooni aatom, mida lohistab skaneeriva tunnelmikroskoobi ots.

Tunnelmikroskoopi kutsutakse seetõttu, et see kasutab läbi nõela voolava tunnelvoolu efekti: elektronid läbivad nõela ja pinna vahelise pilu tänu kvantmehaanika ennustatud tunneliefektile. See seade vajab töötamiseks vaakumit.

Aatomjõumikroskoop (AFM) on keskkonnatingimuste suhtes palju vähem nõudlik – see võib (mitme piiranguga) töötada ilma õhupumbata. Teatud mõttes on AFM grammofoni nanotehnoloogiline järeltulija. Nõel, mis on paigaldatud õhukesele ja painduvale konsoolklambrile ( konsool ja seal on “klamber”), liigub piki pinda ilma sellele pinget rakendamata ja järgib näidise reljeefi samamoodi nagu grammofoni nõel järgib grammofoniplaadi sooni. Konsooli painutamine põhjustab sellele kinnitatud peegli kõrvalekaldumise, peegel kaldub laserkiire kõrvale ning see võimaldab väga täpselt määrata uuritava proovi kuju. Peaasi, et nõela liigutamiseks oleks üsna täpne süsteem ja nõelte varu, mis peavad olema täiesti teravad. Selliste nõelte otste kõverusraadius ei tohi ületada ühte nanomeetrit.

AFM võimaldab näha üksikuid aatomeid ja molekule, kuid sarnaselt tunnelmikroskoobiga ei võimalda see vaadata proovi pinna alla. Teisisõnu peavad teadlased valima aatomite nägemise või kogu objekti uurimise vahel. Kuid isegi optiliste mikroskoopide puhul ei ole uuritud proovide sisemused alati ligipääsetavad, sest mineraalid või metallid lasevad tavaliselt valgust halvasti läbi. Lisaks on endiselt raskusi aatomite pildistamisega – need objektid paistavad lihtsate kuulidena, elektronpilvede kuju sellistel piltidel näha pole.

Sünkrotronkiirgus, mis tekib kiirenditega hajutatud laetud osakeste aeglustumise ajal, võimaldab uurida eelajalooliste loomade kivistunud jäänuseid. Proovi röntgenikiirte all pöörates saame kolmemõõtmelisi tomogramme - nii leiti näiteks 300 miljonit aastat tagasi väljasurnud kalade kolju seest aju. Ilma pöörlemiseta saab hakkama, kui ülekantava kiirguse registreerimine toimub difraktsiooni tõttu hajunud röntgenikiirte fikseerimisega.

Ja see pole veel kõik võimalused, mida röntgenikiirgus avab. Sellega kiiritades fluorestseerivad paljud materjalid ja aine keemilise koostise saab määrata fluorestsentsi olemuse järgi: nii värvivad teadlased iidseid esemeid, keskajal kustutatud Archimedese teoseid või sulgede värvi. ammu väljasurnud lindudest.

Aatomite poseerimine

Kõigi röntgeni- või optilise fluorestsentsi meetodite pakutavate võimaluste taustal ei tundu uus viis üksikute aatomite pildistamiseks enam nii suure läbimurdena teaduses. Sel nädalal esitletud kujutiste saamist võimaldanud meetodi olemus on järgmine: ioniseeritud aatomitelt kitkutakse elektronid ja saadetakse need spetsiaalsesse detektorisse. Iga ionisatsiooniakt eemaldab elektroni teatud positsioonist ja annab "fotol" ühe punkti. Olles kogunud mitu tuhat sellist punkti, moodustasid teadlased pildi, mis näitab kõige tõenäolisemaid kohti elektroni leidmiseks aatomi tuuma ümber ja see on definitsiooni järgi elektronipilv.

Kokkuvõtteks oletame, et võime näha üksikuid aatomeid koos nende elektronipilvedega on pigem tänapäevase mikroskoopia kirss tordil. Teadlastele oli oluline uurida materjalide ehitust, uurida rakke ja kristalle ning sellest tulenevate tehnoloogiate areng võimaldas jõuda vesinikuaatomini. Kõik vähem on juba elementaarosakeste füüsika spetsialistide huviorbiidis. Ja bioloogidel, materjaliteadlastel ja geoloogidel on veel ruumi mikroskoope täiustada ka aatomitega võrreldes üsna tagasihoidliku suurendusega. Näiteks neurofüsioloogia eksperdid on juba ammu soovinud seadet, mis näeks elusa aju sees üksikuid rakke, ning kulgurite loojad müüksid oma hinge elektronmikroskoobi eest, mis sobiks kosmoselaeva pardale ja võiks töötada ka Marsil.

Seni võisid teadlased oletada ainult molekulaarstruktuuride olemasolu. Tänapäeval on aatomjõumikroskoopia abil molekuli (26 süsinikuaatomit ja 14 vesinikuaatomit) ühendavad üksikud aatomsidemed (igaüks mõnikümmend miljonit millimeetrit pikad) üsna selgelt näha.

Algselt soovis meeskond töötada struktuuridega, mis on valmistatud grafeenist, ühekihilisest materjalist, milles süsinikuaatomid on paigutatud kuusnurkadesse. Moodustades süsinikust kärgesid, paiknevad aatomid lineaarsest ahelast ümber kuusnurkadeks; see reaktsioon võib tekitada mitu erinevat molekuli.

Berkeley California ülikooli keemik Felix Fischer ja tema kolleegid soovisid molekule visualiseerida, et veenduda, kas nad on õigesti aru saanud.

Rõngastatud süsinikku sisaldav molekul, mis on näidatud enne ja pärast ümberkorraldamist kahe kõige tavalisema reaktsiooniproduktiga temperatuuril üle 90 kraadi Celsiuse järgi. Suurus: 3 angströmi või kolme kuni kümne miljardiku meetri läbimõõt.

Grafeeni retsepti dokumenteerimiseks vajas Fisher võimsat pildistamisseadet ja pöördus aatomjõumikroskoobi poole, mis oli Michael Crommiel California ülikooli laborist.

Kontaktivaba aatomjõumikroskoopia (NC-AFM) kasutab molekulide tekitatud elektrijõu tuvastamiseks väga õhukest ja tundlikku andurit. Ots liigub molekuli pinna lähedal, erinevate laengute poolt kõrvale kaldudes, luues pildi aatomite liikumisest.

Kontaktivaba aatomjõumikroskoobi üheaatomiline ots "sondib" pinda terava nõelaga. Nõel liigub piki uuritava objekti pinda, nii nagu fonograafi nõel läbib plaadi sooni. Lisaks aatomitele on võimalik "sondeerida" aatomisidemeid

Nii õnnestus meeskonnal mitte ainult visualiseerida süsinikuaatomeid, vaid ka ühiste elektronide loodud sidemeid nende vahel. Nad asetasid süsinikrõnga struktuurid hõbeplaadile ja kuumutasid seda molekuli ümberkorraldamiseks. Külmutatud reaktsioonisaadused sisaldasid kolme ootamatut toodet ja ainult ühte molekuli, mida teadlased eeldasid.

Esimest korda maailmas on teadlastel õnnestunud saada visuaalne pilt üksikute aatomite eraldusvõimes olevast molekulist selle molekulaarsete sidemete ümberkorraldamise protsessis. Saadud pilt osutus üllatavalt sarnaseks keemiaõpikute piltidega.

Seni said teadlased molekulaarstruktuuride kohta teha vaid hüpoteetilisi järeldusi. Kuid uue tehnoloogia abil muutuvad selle molekuli 26 süsinikuaatomit ja 14 vesinikuaatomit ühendavad üksikud aatomisidemed – igaüks mõne kümnemiljonik millimeetri pikkune – selgelt nähtavaks. Selle uuringu tulemused avaldati 30. mail ajakirjas Science.

Katsetajate meeskonna eesmärk oli algselt täpselt kokku panna nanostruktuure grafeenist, ühekihilisest aatommaterjalist, milles süsinikuaatomid on paigutatud korduva kuusnurkse mustriga. Süsiniku kärgstruktuuri loomine nõuab aatomite ümberkorraldamist lineaarsest ahelast kuusnurkseks võrgustikuks; selline reaktsioon võib tekitada mitu erinevat molekuli. Berkeley keemik Felix Fischer ja tema kolleegid soovisid molekule visualiseerida, et veenduda, et nad teevad kõike õigesti.

Fotol olev süsinikku sisaldav molekul on näidatud enne ja pärast selle ümberkorraldamist, kaasates kaks kõige levinumat reaktsiooniprodukti. Pildi skaala - 3 angströmi ehk 3 kümnemiljardikut meetrit

Grafeeni retsepti dokumenteerimiseks vajas Fisher väga võimsat optilist instrumenti ja ta kasutas aatommikroskoopi, mis asus Berkeley ülikooli laboris. Kontaktivabad aatommikroskoobid kasutavad molekulide tekitatud elektriliste jõudude lugemiseks ülitundlikku pliiatsit; kui nõela ots liigub piki molekuli pinda, kaldub see erinevate laengute poolt kõrvale, luues pildi aatomite paigutusest ja nendevahelistest sidemetest.

Selle abiga suutis teadlaste meeskond visualiseerida mitte ainult süsinikuaatomeid, vaid ka nende vahel elektronide tekitatud sidemeid. Nad asetasid rõngakujulise molekuli hõbedasele pinnale ja kuumutasid seda kuju muutmiseks. Järgnev jahutamine suutis fikseerida reaktsiooniproduktid, mille hulgas oli kolm ootamatut komponenti ja üks molekul, mida teadlased ootasid.