Monu Lisu (Giocondu) znají všichni. Jde zřejmě o nejznámější výtvarné dílo na světě. Pochází z dílny slavného renesančního umělce Leonarda da Vinciho, patrně nejvšestrannějšího člověka, který se kdy narodil. Její kopie můžete vidět doslova na každém rohu.
Ovšem, abyste si mohli prohlédnout reprodukci, kterou "namalovali" vědci z Georgia Institute of Technology, museli byste mít opravdu hodně dobrý mikroskop. Jde totiž o nejmenší Monu Lisu vůbec, proto také dostal příhodnou přezdívku Mini Lisa. Její rozměry jsou skutečně titěrné: na šířku neměří víc než 30 mikrometrů, tedy třetinu tloušťky lidského vlasu! A výsledné rozlišení obrazu je jenom 125 nanometrů!
AFM a TCNL
Vytvoření tak neskutečně maličkého obrazu vědcům umožnil mikroskop atomárních sil (AFM z anglického Atomic Force Microscope) za použití techniky známé jako termochemická nanolitografie (TCNL z anglického ThermoChemical NanoLithography). Díky nim mohli ovlivňovat koncentraci molekul na povrchu materiálu, na němž Mini Lisu vytvářeli, jak chtěli.
Ohřátou špičkou mikroskopu se jim podařilo donutit povrchové molekuly ke vzájemným chemickým reakcím, čímž dosáhli potřebných vzorů a systematicky, pixel po pixelu, vytvářeli výsledný obraz. Čím více tepla na hrot mikroskopu přivedli, tím větší koncentrace molekul dosáhli, což mělo za následek světlejší obraz. S menším množstvím tepla naopak dosáhli temnějších odstínů.
"Vylaďováním teploty náš tým ovládal chemické reakce, a tím dosáhl změn v molekulárních koncentracích v nano měřítcích," vysvětluje vedoucí celého projektu Jennifer Curtisová. "Prostorové omezení těchto reakcí zajišťuje přesnost potřebnou pro vytvoření komplexních chemických snímků, jako je Mini Lisa."
Nanotechnologie, optoelektronika a bioinženýrství
Velkou výzvou bylo pro vědce zejména vytvoření potřebných gradientů a variací chemických koncentrací, protože v současnosti dostupné technologie nejsou v měřítcích menších než mikrometry dostatečně efektivní. Podle Curtisové má termochemická nanolitografie v tomto ohledu před sebou velkou budoucnost.
"Je schopná vytvářet vzory gradientů i u jiných fyzikálních nebo chemických vlastností, jako třeba u vodivosti grafénu. Tato technika by měla umožnit širokou škálu dříve nedosažitelných experimentů a aplikací v tak různorodých oblastech jako nanotechnologie, optoelektronika a bioinženýrství," upřesňuje Curtisová
