Čeští vědci odkryli přesnou atomární strukturu uhlíkových nanomateriálů. Týmu z Fyzikálního ústavu Akademie věd a jejich kolegům z univerzity v Madridu se podařilo přesně určit polohy jednotlivých atomů tvořících rovinnou síť jedné vrstvy atomů uhlíku, takzvaný grafen, zobrazený mikroskopem s rastrující sondou. Výsledky výzkumu publikovali v časopise Physical Review Letters.
Přesné určení polohy jednotlivých atomů má podle fyzika Martina Ondráčka, který se na objevu podílel, zásadní význam pro další studium vlastností těchto materiálů a fyzikálních a chemických procesů v nich. Například studium adsorpce jednotlivých molekul nebo atomů na grafenu, výrazně modifikující jeho materiálové vlastnosti, jsou nemyslitelné bez přesné znalosti poloh jednotlivých atomů substrátu.
Tento objev spolu s dřívějšími výrazně posunuje možnosti charakterizovat a modifikovat povrch pevných látek na atomární úrovni pomocí rastrovacích mikroskopů. Kombinace experimentu s teoretickými výpočty zahajuje novou éru rastrovací mikroskopie, kdy bude možné detailně zkoumat specifické chemické a fyzikální vlastnosti materiálů na atomární úrovni.
Přesné určení poloh jednotlivých atomů uhlíku tvořících grafen bylo dosud velmi obtížné. "Náš tým nyní dokázal počítačovými simulacemi vysvětlit různé podoby atomárních obrázků grafenu a uhlíkových nanotrubiček a ukázal, jak tyto obrazy vznikají vzájemným působením mezi hrotem rastrující sondy mikroskopu a povrchem studovaného materiálu," říká spoluautor studie Pavel Jelínek.
Svými speciálními materiálovými vlastnostmi a předpokládanými aplikacemi v nanotechnologiích se uhlíkové materiály jako fullereny (molekuly složené jenom z uhlíku, které se zformovaly do tvarů koule, elipsoidu či trubky) nebo sám grafen stávají v poslední době předmětem intenzivního zájmu fyziků, chemiků, ale i biologů. Není náhodou, že Nobelova cena za fyziku pro rok 2010 byla udělena právě za objev grafenu.
