Nieuws

Weegschaal voor moleculen


De weegschaal voor moleculen. (Caltech/Scott Kelberg en Michael Roukes)

Voor het eerst hebben wetenschappers moleculen een voor een kunnen wegen met een mechanische ‘weegschaal’. Het apparaat is slechts een paar miljoenste van een meter in grootte en bestaat uit een serie vibrerende ‘bruggen’. Wanneer een molecuul op zo’n brug belandt, verandert dat de trilfrequentie en dat verraadt de massa van het deeltje.

Het team van wetenschappers, onder leiding van Caltech-onderzoeker Michael Roukes, had voor de ontwikkeling van de weegschaal van maar liefs 12 jaar nodig. Maar dan heb je ook wat. In eerste instantie kon de zogenoemde nanoelektromechanische systeem (NEMS) resonator wel individuele moleculen ‘voelen’, maar kon de massa lastig worden bepaald. De moeilijkheid was dat niet alleen het gewicht maar ook de plaats van dat gewicht de trilfrequentie van een brug bepaalt. Pas toen Roukes en collega’s zich realiseerde dat een brug op verschillende manieren kon trillen (bijvoorbeeld op en neer, en heen en weer), wisten ze uit het trilpatroon de massa van een individueel deeltje te achterhalen.

De nieuwe techniek biedt vele voordelen. Zo kan de NEMS-resonator in tegenstelling tot de bestaande meetapparatuur goed overweg met grote moleculen als antilichamen en virussen. Ook bestaat het apparaat uit materiaal dat makkelijk massaal te produceren is. Dat is handig, want een dokter zal misschien wel duizenden van de bruggen nodig hebben om ziektes te kunnen opsporen en voor een onderzoeker om de gehele machinerie van een cel te doorgronden.

De techniek staat beschreven in Nature Nanotechnology.

Follow Faqtman on Twitter