Nano teknoloji ve malzeme biliminde devrim niteliğinde bir çalışma, Max Planck Enstitüsü (MPI) ve MPI Polimer Araştırma Enstitüsü (MPIP) bilim insanları tarafından gerçekleştirildi. Dr. Krystof Brezina, Dr. Mariana Rossi ve Dr. Yair Litman’dan oluşan ekip; ‘uçla güçlendirilmiş Raman spektroskopisi’ (TERS) gibi Ångström ölçeğindeki görüntüleme araçlarından elde edilen verilerin yorumlanmasında daha önce göz ardı edilen kritik bir faktörü aydınlattı.
TERS GÖRÜNTÜLERİNDEKİ YANILTICI SİNYALLER
Atomik hareketler, bir malzemenin ısı dağılımından kimyasal reaksiyonlarına kadar tüm temel özelliklerini belirleyen bir ‘parmak izi’ işlevi görür. Bilim insanları bu hareketleri incelemek için lazer ışığını keskin bir metalik uçla yoğunlaştıran TERS tekniğini kullanmaktadır. Ancak Dr. Mariana Rossi, "TERS görüntüleri genellikle atomik hareketin doğrudan haritaları olarak yorumlanır, ancak gerçekte yüzeyin elektronik tepkisi bu sinyale hakim olabilir" diyerek mevcut modellerin yetersizliğine dikkat çekti.
TEMEL PRENSİPLERE DAYALI KUANTUM SİMÜLASYONU
Geleneksel teorik kısayolların (molekülleri izole sistemler olarak ele almak gibi) yanıltıcı sonuçlar verdiğini saptayan ekip, yüzlerce atomu içeren sistemleri sadece kuantum mekaniği yasalarıyla simüle eden gerçekçi bir hesaplama yaklaşımı geliştirdi. Bu simülasyonlar, metal yüzeyden gelen elektronik taramanın, yüzeye dik hareket eden titreşimleri büyük ölçüde değiştirdiğini, ancak moleküler düzleme paralel titreşimlerin daha az etkilendiğini ortaya koydu.
STRATEJİK UYGULAMA ALANLARI: GENOM DİZİLEMEDEN KATALİZE
Araştırmanın sonuçları, görüntüdeki en parlak alanların her zaman en büyük atomik hareketi yansıtmadığını ispatlayarak, veri analizinde yeni bir yol haritası sunuyor. Bu gelişmenin şu alanlarda stratejik etkisi olması bekleniyor:
‘ANLAMI TEMELDEN DEĞİŞTİRİYOR’
Dr. Brezina’ya göre, atomlar arasındaki uzamsal etkileşimler TERS sinyallerini belirli noktalarda güçlü bir şekilde şekillendirebilir. Bu durum, bilim dünyasına spektroskopik verileri okurken daha ‘şüpheci’ ve model odaklı bir yaklaşım benimseme zorunluluğu getiriyor. Rossi’nin ifadesiyle bu buluş, görüntülerin anlamını temelden değiştirerek daha doğru bir malzeme tasarımı dönemini başlatıyor.
