کشت مولکول های زیستی بر روی سطوح فلزی یا نیمه رسانا باعث درک بیشتر از معماری های مولکولی جدیدی می شود که در تشخیص مولکولی، تجزیه، فوتوولتاییک و الکترونیک مولکولی کاربرد دارد. طراحی رابط های زیستی/غیرزیستی پیچیده به درک جامعی از چگونگی پیوند مولکول ها به سطح نیاز دارد. همین پیوند است که در نهایت جهت گیری، تطبیق و پایداری رابط ها را تعیین می کند.

کریستین واگنر[1] در مرکز پژوهشی یولیچ[2]، آلمان و همکارانش سازوکار برقراری پیوند را بین مولکلول های زیستی PTCDA(عضوی از خانواده ترکیب های آروماتیک) و سطح یک فلز نجیب بررسی کردند. با اعمال ترکیبی از میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسکوپ تونلی پویشی، نویسندگان یک مولکول را از سطح جدا کرده و شکستن و شکل گیری دوباره پیوندهای مولکول-سطح را مشاهده کردند.

این آزمایش ها نیروی برهمکنش مولکول-زیرلایه را اندازه گیری و شکل دقیق پتانسیل پیوند را مشخص کردند. آن ها نتایج خود را برای کمی سازی سه سهم پیوند تحلیل می کنند: پیوندهای شیمیایی موضعی بین اتم های اکسیژن و سطح، پیوند ناشی از هیدراسیون اوربیتال های مولکولی غیرمتمرکز با حالت های زیرلایه و نیروهای واندروالس همانند نیروهای ناشی از  برهمکنش های دوقطبی و چندقطبی و اصل طرد پائولی.

کار واگنر و همکاران، پنجره ای تجربی به پیوند مولکول های زیستی بزرگ به سطح می گشاید و می تواند محاسبات نظریه تابعی چگالی را پالایش کند؛ نظریه ای که این دسته مهم از سامانه های مولکولی را توصیف می کند.

منبع:

Synopsis: A Bond Revealed, APS Physics, Published August 16, 2012, link

مرجع:

Measurement of the Binding Energies of the Organic-Metal Perylene-Teracarboxylic-Dianhydride/Au(111) Bonds by Molecular Manipulation Using an Atomic Force Microscope, C. Wagner, N. Fournier, F. S. Tautz, and R. Temirov, Phys. Rev. Lett. 109, 076102 (2012)