یک مولکول منفرد که حالت بار و شکل آن به طور دلخواه می‌تواند تغییر کند، جدیدترین اختراع دانشمندان در فرانسه است.پژوهشگران مذکور علاوه بر کنترل بار این مولکول با یک روش کاملاً برگشت پذیر، توانستند ارتباط بین بار مولکول و شکل هندسی آن را آشکار سازند، که باعث می‌شود مانند یک بیت اطلاعاتی یا یک سیستم الکترومکانیکی در مقیاس نانومتری قابل استفاده باشد.

یك مولكول منفرد كه حالت بار و شكل آن به طور دلخواه می‌تواند تغییر كند، جدیدترین اختراع دانشمندان در فرانسه است. پژوهشگران مذكور علاوه بر كنترل بار این مولكول با یك روش كاملاً برگشت پذیر، توانستند ارتباط بین بار مولكول و شكل هندسی آن را آشكار سازند، كه باعث می‌شود مانند یك بیت اطلاعاتی یا یك سیستم الكترومكانیكی در مقیاس نانومتری قابل استفاده باشد. این حركت عقب- و- جلوی كاملا قابل كنترل در سطح مولكولی امید زیادی برای خلق حافظه‌های دیجیتالی فراچگال یا نانوموتورها بوجود آورده است.
بالا: تصاویر بدست آمده با میكروسكوپ تونلی روبشی. پایین: نمودارهایی كه نشان می‌دهند هندسه مولكول، تابعی از حالت بار آن است.
چیزی كه این پژوهشگران توسعه داده‌اند یك سوئیچ مولكولی نامیده می‌شود: مولكولی كه به طور قابل تعویض حالت A یا حالت B را تحت اعمال محرك‌های خارجی به خود می‌گیرد. در این آزمایش خاص، این دو حالت متناظر هستند با هندسه‌های مختلف مولكولی - تركیب ثابت است ولی شكل تغییر می‌كند. برای ایجاد تغییرشكل، یك الكترون باید به این مولكول اضافه شود، كه همان محرك خارجی است. همچین افزودن یك الكترون موجب ایجاد یك نیروی دافعه مازاد می‌شود كه باعث می‌گردد اتم‌های معین از همدیگر بیشتر دور شوند و شكل مولكول از یك پیكربندی مربعی تخت به یك پیكربندی هرمی حجیم تبدیل گردد.

از دیدگاه فنی، این عمل با استفاده از میكروسكوپ تونلی روبشی (STM) امكانپذیر است. STM هم به مانند دوربین برای مشاهده شكل مولكول عمل می‌كند و هم به مانند ابزاری برای تزریق الكترون‌ها: هنگامی كه نوك میكروسكوپ یك تنش الكتریكی اعمال كند مولكول یك الكترون كسب كرده و تغییر شكل می‌دهد و هرمی می‌گردد. فرایند كاملا برگشت‌پذیر است: هنگامی كه ولتاژ معكوس اعمال شود مولكول الكترون را آزاد كرده و مجددا به حالت تخت با بار خنثی بر می‌گردد.

این پژوهشگران با استفاده از میكرسكوپ نیروی اتمی (AFM) حالت بار مولكول را در هر دو پیكربندی اندازه‌گیری كردند و توانستند ارتباط نزدیكی بین بار مولكول و شكل هندسی آنرا برقرار كنند.

این سوئیچ دری بسوی كاربردهای بیشماری مانند ساخت واحدهای حافظه عنصری در مقیاس مولكولی باز می‌كند.

این پژوهشگران جزئیات نتایج كار تحقیقاتی خود را تحت عنوان "كنترل حالت بار یك سوئیچ مولكولی ردوكس منفرد" در مجله‌ی Physical Review Letters منتشر كرده‌اند.

منبع: ستاد توسعه فناوری نانو