Een team van onderzoekers van Caltech heeft een manier ontwikkeld om de supersnelle voortstuwende beweging van Brownse objecten op film vast te leggen. vooral die op nanoschaal. In hun paper gepubliceerd op de open-access site wetenschappelijke vooruitgang , het team beschrijft het gebruik van vierdimensionale elektronenmicroscopietechnieken om realtime beelden van gouden nanodeeltjes vast te leggen terwijl ze in een vloeistof diffunderen.

Er wordt waargenomen dat kleine deeltjes gesuspendeerd in hete vloeistof op een schijnbaar willekeurige manier bewegen. Een dergelijke beweging werd opgemerkt door Robert Brown in het begin van de 19e eeuw, een fenomeen dat zo Brownse beweging wordt genoemd. In recentere tijden, onderzoekers hebben zich gericht op Brownse beweging in verband met nog kleinere deeltjes - micro- en nanodeeltjes. Helaas, door technologische beperkingen, het was voorheen onmogelijk om de actie op film vast te leggen - in plaats daarvan, onderzoekers hebben stills samengevoegd die zijn gemaakt met behulp van een elektronenmicroscoop. In deze nieuwe poging de onderzoekers rapporteren over een techniek die ze hebben ontwikkeld om dit probleem op te lossen, biedt een nieuwe manier om diffusie van extreem kleine deeltjes te bestuderen.

De nieuwe aanpak omvat het gebruik van vierdimensionale microscopie, waarbij gebruik wordt gemaakt van zowel extreem snelle laserpulsen als transmissie-elektronenmicroscopie - het is gebaseerd, de onderzoekers merken op, op een pomp-sonde werkend mechanisme. De eerste van twee lasers exciteert de deeltjes, terwijl de tweede een foto van de actie maakt - het gebeurt zo snel dat de resultaten als video kunnen worden bekeken.

In hun experimenten, de onderzoekers vuurden een eerste puls af op gouden nanodeeltjes, vervolgens vuurde een tweede puls af die beelden vastlegde van kleine belletjes die zich nabij het oppervlak van de nanodeeltjes vormden en ze opwinden. Het verhogen van de energie van de eerste puls, merkte het team op, resulteerde in het samenvoegen van veel van de kleine belletjes, verschillende soorten beweging door de nanodeeltjes veroorzaken. De onderzoekers suggereren dat hun techniek door andere onderzoekers kan worden gebruikt om dispersiesystemen te bestuderen, vooral degenen die niet in evenwicht zijn. Het zou ook de weg kunnen wijzen, misschien, tot de ontwikkeling van door licht aangedreven nanorobots die in vloeibare systemen werken.

© 2017 Fys.org