Nanotechnologie
Grafenové bubliny zdokonalují elektronovou mikroskopii

Transmisní elektronový mikroskop umožňuje pozorovat vzorky s rozlišením na úrovni jednotlivých atomů, ale s kapalinami má problémy, které se zatím dařilo řešit jen za cenu značných kompromisů. Zdá se, že grafen vědcům vytrhne trn z paty.

Svazek elektronů, s jehož pomocí mikroskop vzorky zkoumá, interaguje s atomy plynů, které mu stojí v cestě. Proto je v mikroskopu třeba udržovat vakuum. V něm se ale kapaliny rychle odpařují, takže je nezbytné uzavřít je do nějakého pouzdra.

Obvykle se k tomu používá nitrid křemičitý (Si₃N₄). Jeho vrstva je však asi 25 nanometrů silná a každý atom křemíku má ve svém jádře čtrnáct protonů, takže se na tomto materiálu proud elektronů výrazně rozptyluje. Výsledné obrázky mají horší rozlišení a kontrast.

Grafen, "zázračný" materiál tvořený jedinou vrstvou atomů uhlíku uspořádaných do pravidelných šestiúhelníků, má vlastnosti, které ho předurčují pro využití v elektronice i v dalších aplikacích. V roce 2010 byla za jeho přípravu udělena Nobelova cena. Tým fyziků z Lawrencovy národní laboratoře v Berkeley, Kalifornské univerzity a jihokorejského výzkumného ústavu KAIST nyní v časopise Science demonstroval jeho využití coby náhrady za nitrid křemičitý.

Fyzikové vytvořili kapsy mezi dvěma vrstvami grafenu a umístili do nich roztok, v němž studovali vznik nanokrystalů platiny. Grafen se mikroskopu jevil jako téměř průhledné "okno", takže se podařilo získat snímky zachycující pozici jednotlivých atomů platiny. Grafenová vrstva je silná méně než jeden nanometr a uhlík má v atomovém jádře pouze šest protonů. Proud elektronů se proto na grafenovém pouzdře rozptyluje výrazně méně než na vrstvě nitridu křemičitého.

Nová metoda je využitelná i pro živé biologické vzorky, ale takový výzkum je stále omezen skutečností, že svazek elektronů buňky poškozuje.