Hand Gecontroleerde Manipulatie van enkele moleculen via een Scanning Probe Microscope met een 3D Virtual Reality Interface

Gezien organische moleculen als functionele bouwstenen van toekomstige nanoschaal technologie, de vraag hoe te regelen en te assembleren zoals bouwblokken in een bottom-up benadering is nog open. De Scanning Probe Microscopy (SPM) kan een instrument van keuze; was echter SPM-gebaseerde manipulatie tot voor kort beperkt tot twee dimensies (2D). Binding de SPM tip om een ​​molecuul op een goed gedefinieerde positie opent de mogelijkheid van gecontroleerde manipulatie in 3D-ruimte. Helaas, 3D manipulatie grotendeels onverenigbaar is met de typische 2D-paradigma van het bekijken en het genereren SPM gegevens op een computer. Voor een intuïtieve en efficiënte manipulatie we daarom stel een lage temperatuur non-contact atomic force / scanning tunneling microscoop (LT NC-AFM / STM) om een ​​motion capture-systeem en een volledig immersieve virtual reality bril. Deze opzet maakt "de hand gecontroleerde manipulatie" (HCM), waarin de SPM tip wordt verplaatst volgens de beweging van de hand van de experimentator, werwijl de tip trajecten, alsmede de reactie van de SPM knooppunt worden gevisualiseerd in 3D. HCM opent de weg naar de ontwikkeling van complexe manipulatie protocollen, kan leiden tot een beter begrip van fundamentele nanoschaal interacties optreden tussen moleculen op oppervlakken. Hier beschrijven we de opzet en de stappen die nodig zijn om succesvol met de hand gecontroleerde moleculaire manipulatie binnen de virtual reality omgeving te bereiken.