(Phys.org)—Ett team av forskare vid California Institute of Technology har kombinerat en pulsad laser med en elektronpistol för att fånga bilder av suspenderade nanopartiklar som rör sig med nanosekunders hastigheter. I deras tidning publicerad i tidningen Vetenskap , gruppen beskriver sitt tillvägagångssätt och hur de använde sin apparat för att följa laserexciterade nanopartiklars rörelse. Peter Baum med Ludwig-Maximilians-Universität erbjuder ett perspektiv på arbetet i samma tidskriftsnummer, beskriver vad de har uppnått och beskriver möjliga tillämpningar för deras teknik – han ger också några idéer om hur den kan förbättras.

För att få en bättre titt på materiens byggstenar, forskare har aggressivt strävat efter bättre mikroskop som inte bara tillåter en närmare titt på saker, men korta inblickar i interaktioner eller reaktioner som sker i otroligt snabba hastigheter. I denna nya insats, forskarna försökte kombinera teknologier för att fånga ultrasnabba laserpulser som träffar ett par bundna guldnanopartiklar suspenderade i ett vattenlösningsmedel.

För att fånga handlingen, forskarna placerade guldnanopartikelparet i en droppe vatten, och sedan klämde resultatet mellan plattor av kiselnitrid, som hade valts för att den tillåter elektroner att passera igenom men är stark nog att motstå vakuumtrycket inuti ett elektronmikroskop. Teamet riktade sedan en laser mot nanopartiklarna och avfyrade en sekvens av mycket snabba pulser mot den, får vattnet att koka precis bredvid, spännande nanopartiklarna i rörelse. På samma gång, en elektronpistol avfyrade elektroner mot samma nanopartiklar, skapa en blixt för bildfångst. För att skapa bilden, teamet följde en process i tre steg:val av bilden med hjälp av kvasi-kontinuerlig elektronbelysning, applicera en laserpuls samtidigt som en sondpuls appliceras, och sedan avbilda slutresultatet igen med hjälp av kvasi-kontinuerlig elektronbelysning. Genom att kontinuerligt upprepa sin trestegsprocess, teamet kunde samla in en dataström av information om nanopartikelparets förändrade position, som, när de kombineras, bestod av en slags video som skildrade nanopartikelparets rörelser.

Tekniken behöver förfinas, som Baum noterar, men öppnar dörren till möjligheten att skapa mikroskop för att avbilda biologiska interaktioner som sker i nanosekundershastigheter.

© 2017 Phys.org