Wetenschappers van de Universiteit van Nottingham hebben een ontdekking gedaan die belangrijke implicaties kan hebben voor het benutten van het potentieel van een enkel molecuul op nanoschaal.

In een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie , een team van natuur- en scheikundigen heeft voor het eerst aangetoond hoe een onregelmatig gevormd molecuul op een oppervlak wordt geadsorbeerd.

Het geeft wetenschappers belangrijke informatie over hoe deze moleculen kunnen worden gerangschikt om structuren te vormen, mogelijk om kleine nieuwe gegevensopslagapparaten te bouwen die 40 tot 50 keer kleiner zijn dan hun bestaande op silicium gebaseerde tegenhangers.

Het onderzoek werd geleid door professor Peter Beton van de Nanoscience-groep van de University's School of Physics and Astronomy in samenwerking met Neil Champness, Hoogleraar Chemische Nanowetenschappen aan de School of Chemistry.

Professor Champness zei:"Het meeste werk dat op dit gebied is gedaan, was gericht op symmetrisch gevormde moleculen, bijvoorbeeld moleculen die vierkant of bolvormig zijn. De eigenschappen en het gedrag van deze moleculen zijn voor ons relatief eenvoudig te voorspellen en te begrijpen.

"Echter, slechts een heel klein percentage van de moleculen is symmetrisch gevormd en ons gebruik beperken tot die moleculen omdat ze beter worden begrepen, kan ernstig beperkend zijn.

"Veel van de meer onregelmatig gevormde moleculen hebben buitengewoon nuttige eigenschappen - als we informatie kunnen opslaan over een enkel molecuul dat normaal gesproken ongeveer een nanometer is, in tegenstelling tot het op silicium gebaseerde equivalent van 40 tot 50 nanometer, we zouden mogelijk apparaten kunnen bouwen die veel kleiner zijn, maar een veel grotere opslagcapaciteit hebben.”

Het werk omvatte computermodellering van een op mangaan gebaseerd molecuul - in de vorm van een concave 'jamdoughnut' - en het voorspellen hoe het zou worden geadsorbeerd op een gouden oppervlak voordat het daadwerkelijke gedrag in het laboratorium zou worden waargenomen. Door de fragiele aard van de moleculen, het team moest een nieuwe elektrospray-depositietechniek gebruiken om de moleculen op het oppervlak te krijgen zonder hun functionaliteit te vernietigen.

Het werk bouwt voort op eerder onderzoek van het team dat in 2003 door Nature werd gepubliceerd, waar ze aantoonden dat ze moleculen konden vangen in een honingraatachtige structuur, vergelijkbaar met een eierdoos, om de manier waarop moleculen met elkaar omgaan te controleren en om effectiever geordende moleculaire arrays te bouwen.

Het meest recente onderzoek is ondersteund door de Europese Gemeenschap — Research Infrastructure Action, de Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) en het Early Stage Research Training Network van de Europese Commissie, MONET.