Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα πέτυχαν ένα νέο ορόσημο στη μικροσκοπία, δημιουργώντας το ταχύτερο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης που μπορεί να αποτυπώσει μια εικόνα σε μόλις ένα αττοδευτερόλεπτο (πεντακισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου)!
Ονομαζόμενη «αττομικροσκοπία», η τεχνική μπορεί να συλλάβει την ταχεία κίνηση των ηλεκτρονίων μέσα σε ένα μόριο με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια από ό,τι ήταν προηγουμένως δυνατή, αναφέρουν ο φυσικός Mohammed Hassan και οι συνεργάτες του από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα στο Tucson, σε δημοσίευσή τους στο Science Advances.
Όπως το φως, έτσι και τα ηλεκτρόνια μπορούν να θεωρηθούν ως κύματα. Αυτά τα μήκη κύματος, ωστόσο, είναι πολύ μικρότερα από αυτά του φωτός. Αυτό σημαίνει ότι μια δέσμη ηλεκτρονίων έχει υψηλότερη ανάλυση από ένα συμβατικό λέιζερ και μπορεί να ανιχνεύσει μικρότερα στοιχεία, όπως άτομα ή νέφη άλλων ηλεκτρονίων.
Για να πάρουν τις υπεργρήγορες εικόνες τους, ο Χασάν και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν ένα λέιζερ για να κόψουν τη δέσμη ηλεκτρονίων σε υπερμικρούς παλμούς. Όπως το κλείστρο μιας φωτογραφικής μηχανής, αυτοί οι παλμοί τους επέτρεψαν να συλλαμβάνουν μια νέα εικόνα των ηλεκτρονίων σε ένα φύλλο γραφενίου κάθε 625 αττοδευτερόλεπτα — περίπου χίλιες φορές πιο γρήγορα από τις υπάρχουσες τεχνικές. Το μικροσκόπιο δεν μπορεί ακόμη να συλλάβει εικόνες ενός μόνο ηλεκτρονίου — αυτό θα απαιτούσε εξαιρετικά υψηλή χωρική ανάλυση. Αλλά συνδυάζοντας τις συλλεγμένες εικόνες μαζί, οι επιστήμονες δημιούργησαν ένα είδος ταινίας stop-motion που δείχνει πώς μια συλλογή ηλεκτρονίων κινείται μέσα από ένα μόριο. Με άλλα λόγια το «αττομικροσκόπιο» είναι τόσο γρήγορο που μπορεί να ‘παγώσει’ ένα ηλεκτρόνιο στο χρόνο, επιτρέποντας στους επιστήμονες να παρατηρούν τις αλλαγές και τις αντιδράσεις καθώς συμβαίνουν, σαν να βλέπουν μια ταινία σε αργή κίνηση.
Η τεχνική θα μπορούσε να επιτρέψει στους ερευνητές να παρακολουθήσουν πώς συμβαίνει μια χημική αντίδραση ή να διερευνήσουν πώς κινούνται τα ηλεκτρόνια μέσω του DNA, λέει ο Hassan. Αυτές οι πληροφορίες θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να δημιουργήσουν νέα υλικά ή εξατομικευμένα φάρμακα.
«Με αυτό το νέο εργαλείο, προσπαθούμε να χτίσουμε μια γέφυρα μεταξύ του τι μπορούν να βρουν οι επιστήμονες στο εργαστήριο και των πραγματικών εφαρμογών που θα μπορούσαν να έχουν αντίκτυπο στην καθημερινή μας ζωή», λέει στο ScieneNews.
