Onderzoekers van de Universiteit Utrecht werkten hiervoor samen met IBM in Zürich. Ze publiceerden hun resultaten vandaag in het toonaangevende wetenschappelijk tijdschrift Science.De afgelopen jaren is er grote vooruitgang geboekt met het analyseren van moleculen op atoomniveau met behulp van atomic force-microscopie (AFM), melden de onderzoekers. Het was echter nog niet eerder gelukt om een heel molecuul met die resolutie in beeld te brengen. „Dit is de eerste keer dat we elk atoom in een molecuul kunnen visualiseren”, zegt Peter Liljeroth, onderzoeker aan de Universiteit Utrecht. „Met deze techniek hebben we belangrijk gereedschap in handen voor diverse terreinen van wetenschap en techniek, zoals het onderzoek naar de relatie tussen de vorm en het gedrag van moleculen.”

Voor hun studie gebruikten de wetenschappers een atomic force-microscoop in een extreem hoog vacuüm bij de zeer lage temperatuur van -268 graden Celsius. Tijdens de beeldanalyse tast een uiterst kleine scherpe metalen punt het oppervlak van het molecuul af om zo de vorm te bepalen. De techniek werd al langer toegepast, maar de Utrechtse wetenschappers hebben de gevoeligheid van de punt kunnen vergroten door een koolmonoxide-molecuul aan het uiteinde te bevestigen.

Met het aangepaste instrument maakten ze afbeeldingen van een zogeheten pentaceenmolecuul. Ze zagen daarbij voor het eerst de ’ruggengraat’ van een afzonderlijk molecuul. Een pentaceenmolecuul is slechts 0,14 nanometer lang – ongeveer een half miljoen keer zo klein als de diameter van een menselijke haar. Het bestaat uit 22 koolstofatomen en 14 waterstofatomen die samen vijf ringen vormen.

Op de afbeeldingen die de onderzoekers met de microscoop maakten, zijn zowel de posities van de koolstof- als de waterstofatomen te onderscheiden. Ook is de elektronendichtheid waarneembaar die de atomen met elkaar verbindt.