Отримати високоякісні та деталізовані зображення нанорозмірних статичних об'єктів, розміром з молекулу, досить легко. Однак, якщо ця молекула рухається або з нею відбувається що-небудь, то завдання зйомки цих процесів відразу ускладняється в багато разів, що не залишає дослідникам жодного шансу поглянути на все, що відбувається. Однак, тепер з таким завданням може впоратися новий мікроскоп, розроблений фахівцями Массачусетського технологічного інституту, який дозволяє отримати досить якісне відео процесів, що відбуваються на нанрозмірному рівні практично в режимі реального часу.
Як повідомляє dailytechinfo.org, новий мікроскоп являє собою новий вид майже класичного атомно-силового мікроскопа, який вимірює дуже слабкі зміни сил, що впливають на крихітний кремнієвий наконечник, який рухається уздовж поверхні досліджуваного об'єкта. Це подібно на мініатюрний варіант пальця сліпої людини, який читає текст, написаний шрифтом Брайля, і такий спосіб дозволяє отримати зображення з досить високим рівнем деталізації і роздільною здатністю.
"Коли досліджуваний зразок статичний,
процес зйомки його повного зображення займає від 8 до 10 хвилин часу" - пояснює Юсеф-Тумі (Youcef-Toumi), один з дослідників, - "Але якщо в зразку що-небудь змінюється, то за цей тривалий час зйомки інформація спотворюється, що робить отримані знімки недостовірними".
Новий мікроскоп може сканувати поверхню нанорозмірних об'єктів в 2000 разів швидше, ніж інші існуючі подібні пристрої. Така швидкодія дозволяє пристрою знімати відео в режимі, близькому до режиму реального часу.
"Використовуючи наш пристрій вчені зможуть побачити процеси кристалізації, ущільнення, розчинення, зміщення шарів матеріалу" - розповідає Юсеф-Тумі, - "При цьому, все це мабуть в момент, коли всі ці процеси відбуваються безпосередньо. І такий вид спостережень став доступний людям вперше за всю історію науки і техніки".
Тка надзвичайно високошвидкісна зйомка стала можливою використанню нової технології управління переміщення зондом мікроскопа. Тепер для переміщення зонда, замість одного традиційного приводу використовуються два, швидкісний маленький і більш повільний великий приводи. Такий підхід не новий, новим у цій справі є швидкодіюча система управління, яка дозволяє синхронізувати роботу двох приводів і виключити вплив роботи одного приводу на інший, і навпаки. Саме ця проблема в минулому і не дала довести подібні розробки до рівня практичного застосування.
Нинішній дослідний зразок нового мікроскопа забезпечує швидкість зйомки нанорозмірних об'єктів на рівні 10 кадрів в секунду. Однак, в найближчому часі дослідники збираються підвищити цю швидкість до значення в 30 кадрів в секунду, що дозволить стежити навіть за ходом деяких досить швидких хімічних реакцій і фізичних процесів.
