(PhysOrg.com) -- Een Spaans onderzoeksteam in Barcelona dat werkt vanuit het Catalaanse Instituut voor Nanotechnologie, is erin geslaagd de meest gevoelige schaal ooit te bouwen. Het is in staat, zoals het team beschrijft in hun paper gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie , van het wegen van een enkel proton.

Voor het grootste deel van de beschaafde menselijke geschiedenis, mensen hebben dingen afgewogen, terwijl ze proberen hun vermogen om dit te doen te verbeteren. De massa van iets leidt vaak tot zijn waarde, en moderne schalen zijn niet anders. Een weegschaal die niet alleen atomen kan wegen, maar hun delen, kan nuttig zijn als een hulpmiddel om onderzoekers te helpen onderscheid te maken tussen minieme hoeveelheden van verschillende materialen, of medische onderzoeken die verschillen zoeken tussen zeer vergelijkbare moleculen.

Het team bereikte hun prestatie door een korte koolstofnanobuis (~ 150 nm) te gebruiken die trilt met een frequentie van iets minder dan 2 GHz, werken als een nanomechanische resonator. Metingen worden gedaan door veranderingen in trillingen waar te nemen wanneer er objecten op worden geplaatst. Door een kortere dan normale nanobuis te gebruiken, het team was in staat om een ​​betere resolutie te bereiken dan met de huidige schalen en ontdekte dat het ook bij lagere temperaturen kon worden gebruikt. Bij hun proef ze wogen een xenonatoom (in vacuüm) tot op 10-24 gram (een septiljoenste gram) of een yoctogram, na eerst de nanobuis te verwarmen om eventuele andere atomen te verwijderen. Door dit te doen, ze ontdekten dat ze één enkel proton konden wegen (1,7 yoctogram), een werkelijk verbazingwekkende prestatie. De vorige beste massagevoeligheidsmeting was maar liefst 100 yoctogrammen.

De onderzoekers suggereren dat de schaal kan worden gebruikt voor oppervlaktewetenschap, magnetometrie en massaspectrometrie toepassingen om cellen te wegen, gasmoleculen en biomoleculen.

Helaas, terwijl het bouwen van een schaal met zo'n gevoeligheid echt opmerkelijk is, er blijft nog een hindernis. Zoals bij elke schaal, het nut ervan wordt pas duidelijk wanneer het beschikbaar komt voor anderen. Dus, een manier om een ​​proces te creëren waarbij een dergelijke schaal in voldoende hoeveelheid tegen redelijke kosten kan worden geproduceerd, moet nog worden uitgewerkt. Als dat eenmaal gebeurt, het is waarschijnlijk dat deze nieuwe schaal een belangrijk onderzoeksinstrument zal worden in laboratoria over de hele wereld.

© 2012 PhysOrg.com