Dat is een plaatje uit de Scanning & Tunneling Microscope, ofwel de STM. Nu zijn er ongetwijfeld lezers die paniekerig om hun heen kijken en zich angstvallig afvragen, "Hoe hebben we ooit zonder gekund?!". Nou, dat was best lastig.
Hier het verhaal over de STM.
De drang was om atomen zichtbaar te maken. Dat is geen sinecure want atomen zijn verdomd kleine priegelige dingetjes. Zó klein dat zelfs zichtbaar licht te groot is om teruggekaatst te worden. Vergelijk dat maar met een watergolf van zo´n 50 cm hoog. Als je daar een nylon visdraad in laat zakken zal niemand verwachten dat de golf terugkaatst. Als je een grote steen in die zelfde golf gooit, gebeurd dat wel. Er is een relatie tussen de golflengte en de grootte van het object om de golf te kunnen terugkaatsten. Atomen zijn ongeveer 100 picometer, dat is dan weer 0,1 nanometer. Zichtbaar licht zit tussen ongeveer 400 nanometer (violet) en 800 nanometer (rood). Met andere woorden zichtbaar licht is zo´n 4 tot 8 duizend keer groter dan een atoom.
Dus hoe maak je dan een atoom zichtbaar? Door een hele slimme truck uit te halen. En dat deden de IBM-ers Gerd Binnig en Heinrich Rohrer in 1981. Ze namen een naald (probe) van een zeer zuiver materiaal en gingen er een puntje aan vijlen. Dit puntje was zó fijn dat het eindigde in een enkele atoom. Dat kost wat moeite, maar dan heb je ook wat! Elk atoom bestaat uit een kern met daaromheen cirkelend negatief geladen elektronen.
Vervolgens lieten ze deze probe (voorzichtig!) zakken op het te onderzoeken materiaal. Langzaam nadert de probe het materiaal wat natuurlijk óók uit atomen bestaat en waar ook negatief geladen elektronen omheen cirkelen. Aangezien twee dezelfde elektrische ladingen elkaar afstoten ontstaat er een afstotende elektrische kracht. Zit je met je probe precies boven een atoom, dan is de afstoting groter dan wanneer je er naast zit. Als je het materiaal scant, kan je dus in kaart brengen waar atomen zich bevinden. Afhankelijk van de grootte van de afstoting kan je ook nog een bepalen welk atoom er onder je probe hangt. Dus nu is de ´S´ van de Scanning & Tunneling Microscope verklaard. Gert en Heinrich hebben in 1986 een Nobelprijs gekregen voor dit baanbrekende werk.
Nu de ´T´. Dat is een beetje lastiger uit te leggen, maar het komt er op neer dat de onderzoekers er uiteindelijk in geslaagd zijn de elektronen van de probe te laten overspringen naar de atomen van het te onderzoeken materiaal en vice versa. Dit noemt men een tunnel. Hiermee konden vreemde dingen gedaan worden, want door de spanning een beetje te variëren kon men afzonderlijke atomen aan de probe laten kleven, oppakken en ergens anders in het materiaal weer laten vallen.
-"Say what?"
Ja! Dat kan IBM.
Don Eigler was de eerste die dat voor elkaar heeft gekregen. Hij had de ijdele moed om "I B M" te schrijven met 35 Xenon atomen: Het kleinst geschreven woord ooit! Dat was in 1989. De kleurrijke koraal in de gang van het HDK, en op vele andere plaatsen binnen de IBM gebouwen, is een ander resultaat van Don´s gespeel met de STM. Op zich natuurlijk een prachtig verhaal, maar los van de uitvinding heeft de STM een totaal nieuwe industrie geïnitieerd: De nanotechnologie. Zonder nanotechnologie was er geen iPod, Nanotechnologie maakt het mogelijk om water te zuiveren dmv nanocarbontubes, kleine koolstof buisjes van slechts enkele koolstofatomen groot, uh, klein. In de medische wereld wordt de nanotechnologie veel gebruikt. Het is nu een booming industrie, wat een kleine 30 jaar geleden begon door twee eigenwijze IBM-ers die zo graag een atoom zichtbaar wouden maken, terwijl de hele wereld zei dat dat niet kon!
De koraal doet me aan nóg iets denken. Een zwembad. En die doet me weer denken aan vakantie. Deze " Mag IT iets méér zijn" is dan ook de laatste voor deze periode. Na de vakantie gaan we weer vrolijk verder.
Prettige vakantie
