Есть такая шутливая отговорка «ничегонеделанья»: я не бездельничаю, на молекулярном уровне я очень занятой человек. И как в любой другой шутке, в этой также есть доля правды. Каждую секунду вокруг нас и внутри нас происходит множество незаметных глазу процессов. Некоторые их них до сих пор остаются объясненными лишь на теоретическом уровне без фактического наблюдения.

Однако это может скоро измениться. Ученые из Токийского университета разработали новый метод высокоскоростной съемки, позволяющий запечатлеть движение единой молекулы. Насколько скоростной оказалась съемка, каков ее принцип работы и составляющие? Об этом мы узнаем из доклада ученых.

Основа исследования

Изучение наноразмерных процессов, явлений и элементов существует уже достаточно давно, однако в нем есть определенные ограничения. Рассмотреть совокупность молекул или даже одну молекулу, которые неподвижны, не составляет особого труда. А вот провести наблюдения за фактическим движением столь малого объекта в реальном времени — задача куда серьезнее.

Одним из осложняющих факторов являются флуктуации окружающей среды. Ученые приводят в пример молекулы в углеродной нанотрубке (УНТ), где они сильно взаимодействуют с флуктуациями среды. За счет этого механика процесса становится нелинейной, стохастической и даже неповторяемой. Другими словами, процесс становится слишком непредсказуем и скоротечен, чтобы современные средства наблюдения могли его зафиксировать.

В данном труде ученым все же удалось достичь весьма впечатляющих результатов. Они провели наблюдение движения, вращения и взаимодействия одиночных молекул с механически вибрирующей углеродной нанотрубкой.