Det är relativt lätt att skapa mycket detaljerade bilder av även molekyl stora strukturer om du kan hålla dem ändå—men om de flyttar, du har liten chans. Nu, en ny typ av mikroskop är gör det möjligt för forskarna att skapa video i nanoskala processer i nära realtid.
Ett team från MIT har skapat en ny typ av atomic force microscope—en enhet som använder subtila variationer i kraft, som genereras som en liten kisel spets rör sig över en yta, för att skapa bilder med en upplösning på nanonivå. Det är som en liten och mycket exakt version av en blind persons finger som används för att läsa Punktskrift.
“Om provet är statiska, det är ok att ta åtta till 10 minuter för att få en bild,” förklarar Youcef-Toumi, en av forskarna, i ett pressmeddelande. “Men om det är något som är föränderligt, så tänk om du börjar skanna från toppen mycket långsamt. När du kommer till botten, provet har förändrats, och så informationen i bilden är inte korrekt, eftersom det har varit utsträckt över tid.”
Men den nya enheten kan användas till att skanna över ytan på ett prov en svindlande 2 000 gånger snabbare än befintliga enheter. I sin tur, som gör det möjligt att skapa filmer i nära realtid. Klippet nedan, till exempel, visar ett 70 – av-70-micron urval av kalcit som det utsätts för svavelsyra. Som de klipp som pågår, du kan se den syra som äter bort lager av kalcit.
“Folk kan se, till exempel, kondens, kärnbildning, upplösning, eller deponering av material, och hur dessa sker i real-tid—saker som människor aldrig har sett förut”, förklarar Youcef-Toumi. Forskningen publiceras i Ultramicroscopy.
Sponsrade
Det är möjligt genom ett nytt sätt att styra det sätt nålen i mikroskop rör sig över ytan. I stället för ett set av ställdon, det är två: en liten, snabb scanner och en större, långsammare. Samtidigt som prövats innan en ny uppsättning algoritmer som nu gör det möjligt för teamet att styra förslag på skannern så att de två typerna av rörelse aldrig blanda sig med varandra—ett problem som plågat tidigare försök.
Lagets nuvarande teknik ger video i hastigheter upp till 10 bildrutor per sekund. Nu är de i hopp om att öka detta till 30 bilder per sekund—och i sin tur se hur kemiska reaktioner arbete mer tydligt än någonsin.
[Ultramicrscopy via MIT]