תגובת שרשרת מולקולארית על משטח מתכת לאחסון מידע

מדובר בתהליך ננומטרי בעל יכולת גדולה למדי בתחומים של ננוטכנולוגיה ופיתוח התקנים חדשים ויעילים לאחסון מידע. התהליך נחשב עד כה בלתי אפשרי לביצוע

מדענים טענו כי הדבר אינו אפשרי – אך חוקרים מאוניברסיטת פיטסבורג בשיתוף פעולה עם חוקרים ממשרד האנרגיה של ארה”ב הצליחו להדגים תגובת שרשרת מולקולארית על גבי משטח מתכת, תהליך ננומטרי בעל יכולת גדולה למדי בתחומים של ננוטכנולוגיה ופיתוח התקנים חדשים ויעילים לאחסון מידע.

החוקרים דיווחו בגיליון דצמבר של כתב-העת המדעי Science כי אלקטרון יחיד גרם לתגובת-שרשרת המזינה את עצמה ואשר סידרה מחדש את הקשרים של עשר תרכובות עוקבות שמוקמו על-גביי משטח זהב. מאחר וכל אחד מהקשרים המקוריים של התרכובות פורק במהלך התגובה, התרכובת התארגנה מחדש בעצמה ליצירת תרכובת חדשה לחלוטין.

השותף לכתיבת המאמר, Kenneth Jordan, פרופסור מכובד לכימיה בביה”ס לאומניות ומדעים באוניברסיטה, אמר כי היכולת ליזום תגובות שרשרת מולקולאריות והתקבצות-עצמית (self-assembly) הינה בעלת יישומים אפשריים באחסון מידע וננו-ליטוגרפיה (nanolithography) – תהליך המשמש בייצור שבבי-מחשב ומעגלים אלקטרוניים מודפסים.

מאחר והתגובה שהודגמה מתייחסת למספר תרכובות על משטח, היא תוחמת ומגדירה מחדש את הבנתם של החוקרים לגביי תגובות שרשרת תלויות-משטח. “הידע המקובל הוביל אל ההנחה כי תגובה על משטח תדעך במהרה מיד לאחר החדרתו של האלקטרון,” אומר החוקר הראשי. “אולם, המחקר שלנו מדגים כי תגובות על משטחי מתכת עשויות לפעול על מרחקים גדולים.”

צוות המחקר עבד עם תרכובות של דימתילדיסולפיד – שתי קבוצות מתיל הקשורות כל אחת מהן לאחד משני אטומי גופרית המחוברים ביניהם. האלקטרון המוחדר הצליח לבקע את הקשר הכימי שבין שני אטומי הגופרית של תרכובת אחת, תוך כדי יצירת רדיקל חופשי פעיל ביותר אשר תקף את הקשר גופרית-גופרית של תרכובת שכנה. הרדיקל הצליח לבקע את הקשר, תוך יצירת תרכובת חדשה ורדיקל נוסף אשר בתורו המשיך ותקף את הקשר גופרית-גופרית של התרכובת השכנה לו. התהליך חזר על עצמו דרך אוסף של תרכובות שכנות.

הידיעה על מחקר זה