Forskere udvikler banebrydende teknik til ikke-invasiv elektronmikroskopi til bløde materialer

Ved at bruge Molecular Foundrys billeddannelsesevner, videnskabsmænd udviklede en teknik, kaldet "CLAIRE, ", der gør det muligt at bruge den utrolige opløsning af elektronmikroskopi til ikke-invasiv billeddannelse af biomolekyler og andet blødt stof. Den nye teknik tilbyder både klarhed og hastighed.

CLAIRE kunne føre til forståelsen af ​​centrale biologiske processer og hjælpe med at accelerere udviklingen af ​​nye teknologier såsom højeffektive solceller.

Blødt stof omfatter en bred vifte af materialer, inklusive væsker, polymerer, geler, skum og – vigtigst af alt – biomolekyler. I hjertet af bløde materialer, styrer deres overordnede egenskaber og evner, er vekselvirkningerne mellem komponenter i nanostørrelse. At observere dynamikken bag disse interaktioner er afgørende for at forstå vigtige biologiske processer, såsom proteinkrystallisering og metabolisme, og kunne hjælpe med at fremskynde udviklingen af ​​vigtige nye teknologier, såsom kunstig fotosyntese eller højeffektive fotovoltaiske celler. At observere denne dynamik i tilstrækkelig opløsning har været en stor udfordring, men forskere møder nu denne udfordring med en ny ikke-invasiv nanoskala billedbehandlingsteknik, der går under akronymet CLAIRE.

CLAIRE står for "katodoluminescensaktiveret billeddannelse ved resonansenergioverførsel" og kombinerer elementer af optisk og scanningsmikroskopi til en enkelt billeddannelsesplatform. Systemet anvender en ultratynd scintillerende film, der placeres mellem elektronstrålen og prøven. Når filmen exciteres af elektronstrålen, det overfører energi og får prøven til at udstråle. På denne måde der kan dannes et billede, der ikke er begrænset af den optiske diffraktionsgrænse.

Opfundet af brugere af Molecular Foundry, CLAIRE udvider den utrolige opløsning af elektronmikroskopi til dynamisk billeddannelse af blødt stof. Forskerholdet demonstrerede CLAIREs billeddannelsesevner ved at anvende teknikken på aluminiums nanostrukturer og polymerfilm, der ikke kunne have været direkte afbildet med elektronmikroskopi. De opnåede optiske billeder af aluminiums nanostrukturer med 46 nanometer opløsning og validerede derefter CLAIRE's ikke-invasivitet ved at afbilde en konjugeret polymerfilm. Den høje opløsning, hastighed, og ikke-invasivitet kunne ændre den måde, hvorpå vigtige biomolekylære interaktioner studeres.