Исследовательская группа из EMPA, Университета Базеля (Швейцария) и Университета Овьедо (Испания) смогла синтезировать молекулы в форме цепочки между двумя микроскопическими золотыми наконечниками. Каждая молекула создавалась индивидуально, говорится на сайте Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологии (EMPA). Свойства полученной молекулы можно контролировать и документировать в режиме реального времени в процессе синтеза.

В своих экспериментах ученые использовали технику «break-junction». Ее суть состоит в том, что золотой мост толщиной всего в несколько нанометров медленно растягивается в растворе реагента до того момента, пока не разорвется. Отдельные молекулы могут прикрепляться к кончикам разрушения наномоста и вступать в химические реакции.

Исследователи из Empa окунули золотые наконечники в раствор 1,4-диизоцианобензола (DICB), молекулы с сильными электрическими диполями на обоих концах. Эти сильно заряженные концы легко связываются с атомами золота. Результат: когда мост разрывается, молекула DICB отрывает отдельные атомы золота от контакта и таким образом строит молекулярную цепь. За каждой молекулой DICB следует атом золота, затем другая молекула DICB, снова атом золота и так далее.

При этом удачная молекулярная сборка не была делом случая. В 99 из 100 испытаний были сформированы идентичные молекулярные цепи золота и DICB. Контролируя электропроводность между золотыми контактами, исследователи даже смогли определить длину цепи. Можно обнаружить до трех звеньев цепи. Если образуются четыре или более звеньев цепи, проводимость становится слишком низкой, и молекула остается невидимой во время этого эксперимента.

Новый метод позволяет исследователям производить электропроводящие молекулы, а также открывает совершенно новые возможности для изменения электрических свойств отдельных молекул «на месте» и их точной настройки. Это считается важным шагом на пути к созданию мельчайших электронных компонентов.