At flytte mikroskopisk vision til en anden ny dimension

Forskere, der var banebrydende for en revolutionerende 3-D mikroskopteknik, beskriver nu en udvidelse af denne teknologi til en ny dimension, der lover omfattende anvendelser inden for medicin, biologisk forskning, og udvikling af nye elektroniske enheder. Deres rapporter om såkaldt 4-D scanning ultrahurtig elektronmikroskopi, og en beslægtet teknik, optræder i to aviser i Journal of the American Chemical Society .

Kemi Nobelpristager Ahmed H. Zewail og kolleger flyttede billeder i høj opløsning af forsvindende små objekter i nanoskala fra tre dimensioner til fire dimensioner, da de opdagede en måde at integrere tid i traditionelle elektronmikroskopiobservationer. Deres laserdrevne teknologi gjorde det muligt for forskere at visualisere 3-D strukturer såsom et ringformet kulstof nanorør, mens det vrikkede som svar på opvarmning, over en tidsskala på femtosekunder. Et femtosekund er en milliontedel af en milliardtedel af et sekund. Men 3D-informationen opnået med denne tilgang var begrænset, fordi den viste objekter som stationære, snarere end mens de gennemgår deres naturlige bevægelser.

Forskerne beskriver, hvordan 4-D scanning ultrahurtig elektronmikroskopi og scanning transmission ultrahurtig elektronmikroskopi overvinder denne begrænsning, og tillade dybere indsigt i materialernes inderste struktur. Rapporterne viser, hvordan teknikken kan bruges til at undersøge dynamik på atomare skala på metaloverflader, og se vibrationerne fra en enkelt sølv nanotråd og en guld nanopartikel. De nye teknikker "lover at have en bred vifte af anvendelser inden for materialevidenskab og i biologisk billeddannelse af en partikel, " de skriver.