Нобелевскую премию по химии в 2014 году вручили за важное открытие в области микроскопии, которое позволяет значительно улучшить пространственное разрешение. Инновация, которая привела к нанометровому разрешению, стала возможной благодаря достаточно маленькому источнику освещения, а также помещению этого источника очень близко к визуализируемому объекту. Одна из проблем, сопряженных с данным подходом, состоит в том, что в подобной близости источник и объект могут взаимодействовать друг с другом, размывая изображение. Новое исследование показало, как можно сделать наноскопию еще более четкой за счет лучшего расположения источника света. Предел дифракцииОбычная микроскопия ограничена дифракцией света вокруг объектов. А потому, когда световая волна из источника ударяет объект, волна несколько рассеивается. Это рассеивание ограничивает пространственное разрешение обычного микроскопа не более чем на половину длины волны используемого света. Дифракция видимого света ограничивает разрешение не более чем на несколько сотен нанометров. Как в этом случае микроскопия, используя видимый свет, достигает разрешения вплоть до нескольких нанометров? Используя крошечные источники света, которые не больше нескольких нанометров в диаметре. Примерами таких типов источников света служат флуоресцентные молекулы, наночастицы и квантовые точки. В своей работе ученые применили квантовые точки — крошечные кристаллы полупроводникового материала, способные излучать отдельные фотоны света. Если подобные источники света поместить достаточно близко к целевому объекту, нанометровые особенности можно считать решенными. Такой тип микроскопии под названием «суперразрешающая визуализация» преодолевает стандартный предел дифракции. Искажение изображенияИсследователи провели наноскопические разметки профайла электромагнитного поля вокруг серебряных нанопроводов, поместив поблизости квантовые точки (источники освещения). Выяснилось, что субволновая визуализация, страдающая от фундаментальной проблемы, а именно отраженного диполя, вызванного на поверхности нанопровода, искажает значение реального положения квантовой точки. Эта неопределенность в положении квантовой точки преобразуется напрямую в искажение измерения электромагнитного поля объекта. Искажение следует из факта, согласно которому электрический заряд, помещенный у металлической поверхности, сгенерирует электрическое поле, какое было бы, если бы ниже поверхности был расположен призрачный отрицательный заряд на том же удалении, что и оригинальный заряд выше этой поверхности. Это похоже на зеркальное отображение, которое мы видим в зеркале; зеркальный объект кажется удаленным от зеркала настолько же, что и оригинальный. Если у квантовой точки нет чистого электрического заряда, но есть чистый электрический диполь, небольшое смещение положительного и отрицательного заряда в точке. Таким образом, когда квантовая точка приближается к нанопроводу, провод создает «образ» электрического диполя, эмиссия которого может столкнуться с собственной эмиссией точки. Поскольку измеренный свет от точки является субстанцией процесса визуализации, наличие света, исходящего от отраженного диполя, может столкнуться со светом, исходящим непосредственно от точки. Это искажает воспринимаемую позицию точки на значение, которое в 10 раз выше ожидаемой пространственной точности техники визуализации. Эксперимент ученых позволил успешно измерить эффект изображения-диполя и должным образом показал, что этот эффект можно корректировать в соответствующих обстоятельствах. Итоговая работа обеспечит более точную карту электромагнитных полей, окружающих нанопровод. Результаты опубликованы в издании Nature Communications. Ссылка по теме: http://jqi.umd.edu/news/sharper-nanoscopy-0 20.03.2015 |
Нано
ACS Applied Nano Materials: Наноструктуры Au-BiFeO3 сделают планету чище | |
Потребность в устойчивых и экологичн... |
Прорыв в нанотехнологиях поможет создать дисплей, дающий цвет в реальном времени | |
Разработана революционная технология, позволяю... |
Наноразмерное покрытие ускоряет работу катализаторов на основе наночастиц золота | |
Исследователи из Токийского столичного ун... |
ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик | |
Исследователи из Токийского столичного ун... |
Nature Materials: Новаторские нанополости раздвигают горизонты в удержании света | |
Команда европейских и израильских физиков... |
Nature: В нанотрубках обнаружена сверхэластичность, вызванная окислением | |
Окисление может ухудшить свойства и функц... |
Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды | |
Новое исследование физики вибрирующих нанопузы... |
Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной | |
Патогенный потенциал вдыхания инертных волокни... |
Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения | |
Нейродегенеративными заболеваниями, такими как... |
Nature Nanotechnology: Созданы новые пикопружины для биомедицинских нужд | |
Исследователи из Хемница, Дрездена и ... |
Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод | |
Исследовательская группа, состоящая из со... |
LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах | |
Перовскитовые материалы по-прежнему вызывают б... |
Nano Today: Революционные нанодроны делают возможным таргетное лечение рака | |
Новаторское исследование, проведенное под ... |
Создан нанокатализатор для преодоления ограничений технологии электролиза воды | |
Зеленый водород можно получить с помощью ... |
Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры | |
У всех представителей животного царства есть ж... |
PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей | |
Исследование, проведенное докторантом Пабло С.... |
Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц | |
Самодвижущиеся наночастицы потенциально могут ... |
Создан наноматериал, безопасно удаляющий прекурсоры мелкодисперсной пыли | |
За последнее десятилетие состояние мелкодиспер... |
Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона | |
Нанопластики взаимодействуют с особым бел... |
Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл | |
Наноинженеры создали квазикристалл &mdash... |
Наночастицы Plug and play могут упростить борьбу с разными биологическими целями | |
Инженеры Калифорнийского университета в С... |
Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе | |
Исследователи показали, что принципы рабо... |
Из нанотрубок убрали углерод, и их стало намного больше | |
Исследователи из Tokyo Metropolitan Unive... |
Cочетание 2d материалов приводит к созданию структур с удивительными свойствами | |
Создание новых материалов путем комбинирования... |
Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь | |
Высокотемпературное пламя используется для&nbs... |
Квантовые стержни открывают трехмерную глубину изображений виртуальной реальности | |
Телевизоры с плоским экраном, в кото... |
Физики представили новую технологию изготовления графеновых устройств | |
Думаете, что знаете о материале все?... |
Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками | |
Инженеры разработали наноразмерные татуировки&... |
Ученые обнаружили нанороботов в живой ткани | |
Самое удивительное, что они там, каж... |
Разработан простой и эффективный способ контроля структур методом двухфотонной литографии | |
Новый способ контроля наноразмерного производс... |