Met behulp van de beeldvormingsmogelijkheden van Molecular Foundry, wetenschappers ontwikkelden een techniek, genaamd "CLAIRE, " waarmee de ongelooflijke resolutie van elektronenmicroscopie kan worden gebruikt voor niet-invasieve beeldvorming van biomoleculen en andere zachte materie. De nieuwe techniek biedt zowel duidelijkheid als snelheid.

CLAIRE zou kunnen leiden tot een beter begrip van belangrijke biologische processen en de ontwikkeling van nieuwe technologieën, zoals hoogrenderende fotovoltaïsche cellen, kunnen helpen versnellen.

Zachte materie omvat een breed scala aan materialen, inclusief vloeistoffen, polymeren, gels, schuim en vooral biomoleculen. In het hart van zachte materialen, die hun algemene eigenschappen en vaardigheden beheersen, zijn de interacties van componenten van nanoformaat. Het observeren van de dynamiek achter deze interacties is van cruciaal belang voor het begrijpen van belangrijke biologische processen, zoals eiwitkristallisatie en metabolisme, en zou de ontwikkeling van belangrijke nieuwe technologieën kunnen helpen versnellen, zoals kunstmatige fotosynthese of hoogrenderende fotovoltaïsche cellen. Het was een grote uitdaging om deze dynamiek met voldoende resolutie te observeren, maar wetenschappers gaan deze uitdaging nu aan met een nieuwe niet-invasieve beeldvormingstechniek op nanoschaal die het acroniem CLAIRE draagt.

CLAIRE staat voor "kathodeluminescentie geactiveerde beeldvorming door resonante energieoverdracht" en combineert elementen van optische en scanning microscopie in een enkel beeldvormingsplatform. Het systeem maakt gebruik van een ultradunne sprankelende film die tussen de elektronenstraal en het monster wordt geplaatst. Wanneer de film wordt geëxciteerd door de elektronenstraal, het draagt ​​energie over en zorgt ervoor dat het monster uitstraalt. Op deze manier, er kan een beeld worden gevormd dat niet wordt beperkt door de optische diffractielimiet.

Uitgevonden door gebruikers van de Molecular Foundry, CLAIRE breidt de ongelooflijke resolutie van elektronenmicroscopie uit naar de dynamische beeldvorming van zachte materie. Het onderzoeksteam demonstreerde de beeldvormingscapaciteiten van CLAIRE door de techniek toe te passen op aluminium nanostructuren en polymeerfilms die niet direct in beeld konden worden gebracht met elektronenmicroscopie. Ze verkregen optische beelden van aluminium nanostructuren met een resolutie van 46 nanometer en valideerden vervolgens de niet-invasiviteit van CLAIRE door een geconjugeerde polymeerfilm af te beelden. De hoge resolutie, snelheid, en niet-invasiviteit zou de manier kunnen veranderen waarop belangrijke biomoleculaire interacties worden bestudeerd.