Nyligt forbedret glasglas gør mikroskoper til termometre

Det ydmyge mikroskopobjektglas i glas kan primes til en makeover.

En undersøgelse offentliggjort online i dag (2. maj, 2018) i bladet Naturkommunikation beskriver, hvordan en opdateret version af dette århundreder gamle værktøj nu kan gøre det muligt for forskere at se små objekter, mens de også måler deres temperatur.

Fremskridtet, muliggjort af en ny gennemsigtig belægning på forkant med optikteori, har potentialet til at strømline og forbedre videnskabelig forskning på verdensplan, fra hemmelige offentlige biologilaboratorier til gymnasier i kemi.

Det kan også have konsekvenser i andre brancher, såsom computere og elektronik, hvis produkter kræver måling og kontrol af varme i meget trange rum.

"Vi har instrumenter, der forstørrer utroligt små objekter. Og vi har værktøjer, der måler varme, som infrarøde termometre. Men vi har ikke været i stand til at kombinere dem på en billig og pålidelig måde. Denne nye belægning tager et stort skridt i den retning, " siger studiets medforfatter Ruogang Zhao, Ph.D., adjunkt ved universitetet ved Buffalo Department of Biomedical Engineering.

Afdelingen er en tværfaglig enhed dannet af UB's School of Engineering and Applied Sciences og Jacobs School of Medicine and Biomedical Sciences på UB.

Zhao samarbejdede med forskere ved University of Pennsylvania, herunder medforfatter Liang Feng, Ph.D., assisterende professor i materialevidenskab og teknik, og el- og systemteknik.

I årtier, forskere har forsøgt at kombinere termisk billeddannelse og mikroskopi. Billeder produceret fra systemer, der bruger termoelementer, mangler opløsning og er ofte for grove til moderne videnskab. Terahertz og infrarød termisk kortlægningsteknikker forstyrrer mikroskopets linser. Andre teknikker er dyre og tidskrævende.

Den nye belægning er lavet af et lag akrylglas (det samme materiale, der bruges i de fleste briller), der er klemt mellem to lag gennemsigtigt guld. Guldet er gennemsigtigt, fordi det kun er 20 nanometer tykt; et typisk ark papir er 100, 000 nanometer tyk.

Ingeniører fremstillede belægningen, så "ekstraordinære punkter" - de søde pletter, hvor usædvanlig lysadfærd sker - kan udvikle sig inden for den trelagede struktur. Belægningen, hvilket forbedrer diasets følsomhed over for lysregistrering markant, ville blive tilføjet til dias under fremstillingsprocessen. Enten objektglasset eller dækglasset kunne modtage belægningen.

For at gøre brug af den nye belægning, en laser er nødvendig. Zhao siger en almindelig helium-neon laser, som problemfrit kan integreres med de fleste mikroskoper, vil gøre arbejdet.

Almindelige dias, som ofte købes i løs vægt, koster typisk omkring 5 øre. Den nye belægning vil sandsynligvis føje et par øre til omkostningerne, Siger Zhao.