Некоторые микроскопы не являются просто окном к мировой невидимой операции невооруженным глазом – они позволяют ученым исследовать ухабистый молекулярный пейзаж на ощупь. Теперь новый вид микроскопа, описанного в завтрашней Природе, расширит эти сенсорные горизонты еще больше. Устройство позволяет ученым вдыхать молекулы, которые они изучают, и даже изменяют их химически по одному.
Сегодняшним лучшим коммерческим атомным микроскопам силы сделали наконечники нитрида кремния или нитрида кремния, переезжающих поверхность образца как стилус учета или CD-плеера, делая запись всех ударов, как они продвигаются. Но они неспособны сказать что-либо о химии молекулы – например, является ли это кислым или основным.
В 1994, химик Гарвардского университета Чарльз Либер «functionalized» наконечник атомного микроскопа силы, снабжая оборудованием его с химикатом, который был бы электрически привлечен к кислым молекулам. Но этот «химический микроскоп силы» не был так чувствителен, как Либер хотел. Это не могло выбрать отдельные молекулы.
Для этого Либеру был нужен более прекрасный наконечник – который он нашел в недавно обнаруженных углеродных нанотрубках, катившие углеродные листы, которые являются и разбавителем и более крепкий, чем кремниевый стилус. Либер вылепил наконечник от углеродной нанотрубки и прикрепил в конце его молекулярный фрагмент, названный карбоксильной группой. С новым наконечником он смог «пронюхать» кислотные молекулы от основ с атомной точностью уровня. И путем прикрепления фермента к наконечнику, Либер сделал работу Карликового рабочего-строителя – приложение фермента к отдельному протеину.
«Это – просто замечательная газета», говорит Дэниел Кольбер, химик в Университете Райса в Хьюстоне, Техас. Он говорит, что метод открывает возможность нового стиля химии, на основе поставки отдельных молекул к определенным местам. «Я был бы удивлен, не взлетает ли это быстро», Кольбер предсказывает.