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技術文章

4D超高速電子顯微鏡

閱讀:1發(fā)布時間:2024-11-20

  受限于人類的身體構造,人類的視力是很極限的,能看到的東西也是有很大限制的,比如比人類頭發(fā)細很多的東西,就無法用人眼分辨,或者像那種速度是眼睛眨動1/10秒的動作,人類也一樣看不到的,在這種條件下,人類想去觀察和探尋一些東西,就需要使用光學和顯微鏡技術,這樣就可以看到極為細微的影像,例如病毒的顯微影像。

  在最近的這些年,美國加州理工學院的研究團隊一直在研究一個新的顯微鏡技術,研究的目的主要是為了同時拍攝到時間和空間,因此行業(yè)將這項技術命名為四維(4D)電子顯微技術,4D顯微技術這種科技,主要基礎是的雷射裝置和量子物理,但其實原理上就很簡單,就是一種停格動畫攝影術。這種停格動畫攝影術發(fā)明于1890年,是法蘭西學院教授馬雷(尒ienne-Jules Marey)研究快速運動時,在移動的物體和攝影感光片(或感光條)之間,放置有狹縫的旋轉圓盤,產生類似現(xiàn)代動畫拍攝方式的連續(xù)曝光影像。

  4D電子顯微技術將可解答從材料科學到生物學等許多領域的問題,包括從原子到巨觀尺度了解材料的特性、納米和微米機電系統(tǒng)(NEMS和MEMS)如何運作,以及蛋白質或生物分子組合如何折迭并變成更大的結構,這是各種活細胞運作的重要過程。另外,4D電子顯微技術還可顯示納米結構中原子的排列方式(原子排列方式可決定新納米材料的特性),如果時間長度可短至阿秒(10-18秒),或許還能追蹤電子在原子和分子內的移動。除了用于研究基礎科學之外,其它用途也相當廣泛,包括設計納米機器和新型藥物等。


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