(Phys.org) - Een team van onderzoekers van het California Institute of Technology heeft een gepulseerde laser gecombineerd met een elektronenkanon om beelden vast te leggen van zwevende nanodeeltjes die met snelheden van nanoseconden bewegen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep beschrijft hun aanpak en hoe ze hun apparaat gebruikten om de beweging van door laser opgewekte nanodeeltjes te volgen. Peter Baum met Ludwig-Maximilians-Universität biedt een Perspectief stuk over het werk in hetzelfde tijdschriftnummer, hij schetst wat ze hebben bereikt en beschrijft mogelijke toepassingen voor hun techniek - hij geeft ook enkele ideeën over hoe deze kan worden verbeterd.

Om de bouwstenen van materie beter te kunnen bekijken, wetenschappers hebben agressief gestreefd naar betere microscopen die het niet alleen mogelijk maken om dingen van dichterbij te bekijken, maar korte blikken in interacties of reacties die met ongelooflijk hoge snelheden plaatsvinden. In deze nieuwe poging de onderzoekers probeerden technologieën te combineren om ultrasnelle laserpulsen te vangen die een paar gebonden gouden nanodeeltjes raken die in een wateroplosmiddel zijn gesuspendeerd.

Om de actie vast te leggen, de onderzoekers plaatsten het gouden nanodeeltjespaar in een druppel water, en verpletterde het resultaat tussen platen van siliciumnitride, die was gekozen omdat het elektronen doorlaat, maar sterk genoeg is om de vacuümdruk in een elektronenmicroscoop te weerstaan. Het team richtte vervolgens een laser op de nanodeeltjes en vuurde er een reeks zeer snelle pulsen op af, waardoor het water ernaast kookt, door de nanodeeltjes in beweging te brengen. Tegelijkertijd, een elektronenkanon vuurde elektronen af ​​op dezelfde nanodeeltjes, het creëren van een flitser voor het vastleggen van afbeeldingen. Om de afbeelding te maken, het team volgde een proces in drie stappen:het selecteren van het beeld met behulp van quasi-continue elektronenverlichting, het toepassen van een laserpuls terwijl ook een sondepuls wordt toegepast, en vervolgens het eindresultaat opnieuw in beeld te brengen met behulp van quasi-continue elektronenverlichting. Door hun driestappenproces voortdurend te herhalen, het team was in staat om een ​​datastroom van informatie te verzamelen over de veranderende positie van het nanodeeltjespaar, die, wanneer gecombineerd, bestond uit een soort video die de bewegingen van het nanodeeltjespaar afbeeldde.

De techniek behoeft verfijning, zoals Baum opmerkt, maar opent de deur naar de mogelijkheid om microscopen te maken om biologische interacties in beeld te brengen die plaatsvinden met snelheden van nanoseconden.

© 2017 Fys.org