Forskare som banade väg för en revolutionerande 3D-mikroskopteknik beskriver nu en utvidgning av den tekniken till en ny dimension som lovar svepande tillämpningar inom medicin, biologisk forskning, och utveckling av nya elektroniska enheter. Deras rapporter om så kallad 4-D scanning ultrasnabb elektronmikroskopi, och en relaterad teknik, visas i två tidningar i Journal of the American Chemical Society .

Kemi Nobelpristagaren Ahmed H. Zewail och kollegor flyttade högupplösta bilder av försvinnande små objekt i nanoskala från tre dimensioner till fyra dimensioner när de upptäckte ett sätt att integrera tid i traditionella elektronmikroskopiobservationer. Deras laserdrivna teknik gjorde det möjligt för forskare att visualisera 3D-strukturer som ett ringformat kolnanorör medan det vickade som svar på uppvärmning, över en tidsskala av femtosekunder. En femtosekund är en miljondel av en miljarddels sekund. Men 3D-informationen som erhölls med det tillvägagångssättet var begränsad eftersom den visade objekt som stationära, snarare än när de genomgår sina naturliga rörelser.

Forskarna beskriver hur 4-D skanning ultrasnabb elektronmikroskopi och skanning transmission ultrasnabb elektronmikroskopi övervinner den begränsningen, och tillåta djupare insikter i materialens innersta struktur. Rapporterna visar hur tekniken kan användas för att undersöka dynamik i atomär skala på metallytor, och titta på vibrationerna från en enda silver nanotråd och en guld nanopartikel. De nya teknikerna "lovar att ha omfattande tillämpningar inom materialvetenskap och biologisk avbildning med en partikel, " de skriver.