Beeldvorming van een moleculaire schakelaar

Scanning probe microscopen zoals de scanning tunneling microscoop en de atomic force microscope geven onderzoekers waardevolle informatie over individuele moleculen. Een van de meest interessante onderzoeksgebieden zijn moleculaire schakelaars, die van de ene configuratie naar de andere kunnen worden geschakeld.

De sleutel om een ​​moleculaire schakelaar te begrijpen, is te weten wat er nodig is om deze om te schakelen. Normaal gesproken wordt dit bepaald door een potentiële energiebarrière. Om de potentiële energie boven een adsorbaat met een normale AFM te bepalen, is een reeks afbeeldingen op verschillende hoogtes nodig. Maar moleculaire schakelaars kunnen configuraties veranderen als de hoogte van de punt verandert, waardoor deze analyse problematisch wordt.

Onderzoekers van de Universiteit van Regensburg gebruikten een techniek genaamd laterale krachtmicroscopie, waarbij slechts één afbeelding nodig is om de potentiële energie te bepalen. Ze onderzochten koperftalocyanine – een molecuul dat wordt gebruikt voor OLED’s – op een metalen oppervlak en bepaalden de potentiële energiebarrière van de omschakeling.

Dit is de eerste demonstratie van laterale krachtmicroscopie die de “momentopname” van een moleculaire schakelaar vastlegt, en het team gelooft dat deze techniek op meer systemen zal worden toegepast om de dynamiek en stabiliteit van moleculaire schakelaars beter te begrijpen.

De studie is gepubliceerd in ACS Nano.