據美國物理學家組織網2月27日報道，IBM蘇黎世研究所的科學家首次成功地為單個分子內的電荷分布成像。這一成就將使科學家能對單分子開關、原子與分子間鍵的形成進行深入研究，也使這一技術在未來太陽能的光能轉化、能量存儲或分子尺度的計算設備等領域擁有巨大的應用潛力。

      IBM公司的科學家使用一類特殊的原子力顯微鏡??開爾文探針力顯微鏡，在低溫環境和超高真空內，直接為單個萘酞菁有機分子內的電荷分布進行了成像。研究發表在最新一期的《自然?納米技術》雜志上。

      盡管掃描隧道顯微鏡能被用來為一個分子的電子軌道成像；原子力顯微鏡也能被用來分解分子結構，但迄今為止，人們還不能為單個分子內的電荷分布成像。

      加州大學伯克利分校的物理學教授米歇爾?克羅米表示：“最新研究展示了一項非常重要的新能力，借助這一技術，科學家們以后能直接測量單個分子內的電荷是如何自我安排的。理解這種電荷分布對于理解分子在不同環境下如何工作非常關鍵。這一技術將對物理、化學和生物學的很多領域產生重要影響。”

      實際上，IBM的新技術與掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡一起，相互補充地為科學家們提供了與分子有關的信息，展示了分子的不同屬性。就像X射線、磁共振成像（MRI）或超聲波等醫學影像技術，能相輔相成地提供與個人的身體情況和健康狀況有關的信息一樣。

      該研究的領導者、IBM蘇黎世研究所納米尺度體系研究小組的物理學家費邊?蒙表示：“這項技術為我們提供了另外一條信息通道，將進一步擴展我們對納米尺度物理學的理解。借此技術，科學家們將能在單分子尺度上調查，當單個化學鍵在原子和分子表面間形成時，電荷是如何被重新分布的。當我們建造原子和分子尺度的設備時，這一點不可或缺。”

      例如，這項技術能被用來研究所謂的電荷轉移絡合物內的電荷分離和電荷輸送情況。這些絡合物由兩個或多個分子組成，擁有巨大的應用潛力，可用于能量存儲或光伏學等領域，很多科學家正在對它們進行深入研究。

      在IBM蘇黎世研究所領導STM和AFM研究活動的資深科學家杰拉德?梅爾補充道：“這項研究標志著我們使用掃描探針顯微鏡（SPM）在原子尺度控制和探索分子系統方面取得了重大進展。”