Исследователи из Манчестерского университета продемонстрировали, что при помощи графена и нитрида бора может быть создан крошечный аналог чашки Петри, позволяющей изучать помещенные в нее жидкие образцы с разрешающей способностью, равной размерам единственного атома. Другими словами, при помощи этой «чашки Петри» можно производить анализ химического состава вещества, исследовать и измерять отдельные атомы, что, в свою очередь, можно будет использовать в будущем во многих областях современной науки и техники.

Обычно для исследований на атомарном уровне используется технология электронного сканирования S/TEM (Scanning/Transmission Electron Microscopy). Однако, при работе S/TEM-оборудования требуется, чтобы источник электронов и исследуемый образец находились в условиях глубокого вакуума для предотвращения рассеивания электронов молекулами воздуха.

Графеновая «чашка Петри» представляет собой капсулу из графена с отверстиями и «распорными элементами» из нитрида бора, которые удерживают ее форму. Графен достаточно прочен для того, чтобы оградить исследуемые образцы от влияния окружающей среды, в которой царит глубокий вакуум, тем не менее, этот материал достаточно тонок для того, чтобы сквозь него мог проходить электронный луч.

«В отличие от других подобных проектов, наши графеновые «чашки Петри» позволяют получить изображение отдельных атомов всего за несколько минут» — рассказывает Даниэль Келли (Daniel Kelly), ведущий исследователь, — «Мы даже смогли различить отдельные атомы в воде и наблюдать за их «танцем» при помощи электронного луча».

Помимо исследований отдельных атомов, новая технология позволяет во много крат увеличить точность процесса поэлементного химического анализа сложных соединений, что станет весьма полезным инструментом в деле разработки различного рода катализаторов. Кроме этого, новый метод может стать основой технологии контроля в режиме реального времени процесса выращивания различных наночастиц и наноструктур, которые могут стать деталями не менее крошечных наномеханизмов.