Een nieuwe vorm van elektronenmicroscopie stelt onderzoekers in staat om buisvormige materialen op nanoschaal te onderzoeken terwijl ze "levend" zijn en vloeistoffen vormen - een primeur in het veld.

Ontwikkeld door een multidisciplinair team aan de Northwestern University en de University of Tennessee, de nieuwe techniek, genaamd variabele temperatuur vloeistoffase transmissie-elektronenmicroscopie (VT-LPTEM), stelt onderzoekers in staat om deze dynamische, gevoelige materialen met hoge resolutie. Met deze informatie, onderzoekers kunnen beter begrijpen hoe nanomaterialen groeien, vormen en evolueren.

"Tot nu, we konden alleen kijken naar 'dood, ' statische materialen, " zei Nathan Gianneschi van Northwestern, die de studie mede leidde. "Deze nieuwe techniek stelt ons in staat om dynamiek direct te onderzoeken - iets dat voorheen niet mogelijk was."

De krant is deze week online gepubliceerd in de Tijdschrift van de American Chemical Society .

Gianneschi is de Jacob en Rosaline Cohn hoogleraar scheikunde aan het Weinberg College of Arts and Sciences in Northwestern, hoogleraar materiaalkunde en techniek en biomedische technologie aan de McCormick School of Engineering, en associate director van het International Institute for Nanotechnology. Hij leidde de studie samen met David Jenkins, universitair hoofddocent scheikunde aan de Universiteit van Tennessee, Knoxville.

Nadat in het begin van de 20e eeuw live-celbeeldvorming mogelijk werd, het bracht een revolutie teweeg op het gebied van biologie. Voor de eerste keer, wetenschappers konden kijken naar levende cellen terwijl ze zich actief ontwikkelden, gemigreerd en vitale functies vervulde. Voordat, onderzoekers konden alleen doden bestuderen, vaste cellen. De technologische sprong zorgde voor kritisch inzicht in de aard en het gedrag van cellen en weefsels.

"We denken dat LPTEM voor nanowetenschap zou kunnen doen wat live-cellichtmicroscopie heeft gedaan voor biologie, ' zei Gianneschi.

LPTEM stelt onderzoekers in staat om componenten te mengen en chemische reacties uit te voeren terwijl ze kijken hoe ze zich ontvouwen onder een transmissie-elektronenmicroscoop.

In dit werk, Gianneschi, Jenkins en hun teams bestudeerden metaal-organische nanobuisjes (MONT's). Een subklasse van metaal-organische raamwerken, MONT's hebben een groot potentieel voor gebruik als nanodraden in miniatuur elektronische apparaten, lasers op nanoschaal, halfgeleiders en sensoren voor het detecteren van kankerbiomarkers en virusdeeltjes. MONT's, echter, zijn weinig onderzocht omdat de sleutel tot het ontsluiten van hun potentieel ligt in het begrijpen hoe ze zijn gevormd.

Voor de eerste keer, het team van Northwestern en University of Tennessee zag hoe MONT's werden gevormd met LPTEM en deed de eerste metingen van eindige bundels van MONT's op nanometerschaal.