Týmu expertů Velké modré dokázal vůbec v historii lidstva poprvé rozlišit chemické vazby v jednotlivých molekulách pomocí metody známé pod názvem bezkontaktní mikroskopie atomárních sil (AFM). Výsledky posouvají výzkum používání molekul a atomů do oblasti nejmenších rozměrů, mohly by být důležité při studiu grafenových zařízení.
Jak napsali v časopisu Science ze 14. září, pozorovali vědci z IBM Research násobnost a délku uhlíkových vazeb v molekule C60, která je též známá pod anglickým označením „buckyball“ kvůli tvaru fotbalového míče a ve dvou plošných polycyklických aromatických uhlovodících (PAH), které vypadají jako malé vločky grafenu.
Jednotlivé vazby mezi atomy uhlíku se v těchto molekulách nepatrně liší svou délkou a silou. Veškeré důležité chemické, elektronické a optické vlastnosti těchto molekul se odvíjejí od rozdílů vazeb v polyaromatických systémech.
Tyto rozdíly byly nyní poprvé odhaleny u jednotlivých molekul i vazeb. Poznatek může rozšířit základní chápání na úrovni jednotlivých molekul, což hraje významnou roli při výzkumu nových elektronických zařízení, organických solárních článků a organických světelných diod OLED.
Vědci z IBM ve svém dřívějším výzkumu použili mikroskop atomárních sil (AFM) s hrotem, který je zakončen jedinou molekulou oxidu uhelnatého (CO). Hrot osciluje s miniaturní amplitudou nad pozorovaným vzorkem. Tím se měří síly mezi hrotem a vzorkem (např. molekulou) a vytváří se obraz. Zakončení hrotu oxidem uhelnatým funguje jako silná lupa, která odhaluje atomární strukturu molekuly včetně jejích vazeb. Díky tomu mohli vědci detekovat jednotlivé vazby, které se liší pouhými 3 pikometry neboli 3 × 10-12 metru, což představuje asi jednu setinu průměru atomu.
Dříve se výzkumnému týmu podařilo zobrazit chemickou strukturu molekuly, ale nepatrné rozdíly vazeb nikoliv. Rozpoznání násobnosti vazeb se přibližuje k hranicím současné rozlišovací schopnosti této metody a rozdíl mezi těmito vazbami také často zastírají jiné vlivy. Vědci proto museli vybrat a syntetizovat molekuly, u nichž bylo možné tyto rušivé vlivy vyloučit.
