Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Vědci sestavili speciální mikroskop pro sledování života v nanosvětě

aktualizováno 
Mikroskop umožňuje pozorovat nejjemnější struktury hmoty v reálném čase a prostoru. Dosud bylo možné takto malé jevy pozorovat pouze v jedné vrstvě.
Mikroskop, Ilustrační foto

Mikroskop, Ilustrační foto | foto: Profimedia.cz

Když na sklonku 19. století bratři Lumièrové představili světu svůj kinematograf, málokdo si asi tehdy uvědomil, jak moc to poznamená celou naši kulturu. Jejich vynález lidstvu umožnil zaznamenávat a posléze přehrávat průběh vybraných událostí.

Doba pokročila, dnes považujeme film a televizi za samozřejmost. Nyní se ale díky výzkumníkům z Kalifornského technologického institutu (Caltech) schyluje k podobné revoluci.

Vědci totiž vyvinuli čtyřdimenzionální mikroskop, který umožňuje pořídit záznam průběhu atomárních a molekulárních dějů nikoli jen v jedné vrstvě, jako u klasických mikroskopů, ale ve všech třech prostorových dimenzích a navíc i v čase.

Filmování atomů a molekul

Přestože na poli mikroskopie dochází v posledních desetiletích k bouřlivému vývoji (elektronový mikroskop, mikroskopy AFM a STM), je to vůbec poprvé, kdy se vědcům do rukou dostává nástroj, který umí zachytit pomíjivé změny v základních strukturách hmoty nejen v reálném čase, ale i prostoru.

Novou technologii, nazvanou 4D elektronová mikroskopie, vypracoval tým Ahmeda Zewaila, který již předtím vyvinul metodu zobrazování chemických procesů pomocí ultrakrátkých laserových pulzů. Tu využil při pozorování chemických reakcí, při nichž se atomy spojují v molekuly, které se následně opět rozpadají na jednotlivé atomy.

4D Electron Microscopy of Nanodrumming

Tyto děje probíhají neuvěřitelně rychle, a sice v řádu několika femtosekund (tedy biliardtin sekundy). Za svou průkopnickou práci byl Zewail v roce 1999 po zásluze odměněn Nobelovou cenou za chemii.

Dimenze prostoru

Obrazy molekul v pohybu „nám poskytly časový rozměr, ale chyběly nám prostorové dimenze, struktura,“ říká Zewail. „Mým snem od roku 1999 bylo objevit způsob, jak tyto děje pozorovat nejen v čase, ale též v prostoru, vidět architekturu komplexních systémů v atomárním měřítku, to, jak se mění v čase, ať už u fyzikálních či biologických látek.“

V současnosti se k pozorování procesů na molekulární a atomární úrovni nejčastěji používají elektronové mikroskopy, jenže ty jsou schopny zachytit jen statické struktury, nemohou postihnout chování zkoumaných objektů v čase a prostoru zároveň.

Sledování jednotlivých elektronů

Zewailovu týmu se podařilo přesně sledovat dráhu každého elektronu, který elektronový mikroskop vysílá. Jen díky tomu se mohli vědci do elektronové mikroskopie zavést časový rozměr. Nově vyvinutou metodu pojmenovali „ultrarychlé zobrazování jednotlivých elektronů“.

Výsledný obraz, vytvořený každým elektronem, si zjednodušeně můžeme představit jako femtosekundovou fotografii daného časového okamžiku. Pořízené snímky je pak možné časově uspořádat podobně jako u klasického filmu, získané „fotografie“ vlastně tvoří dílčí filmová okénka, jejichž přehráním vzniká digitální film, který ukazuje, co se s pozorovaným objektem děje na atomární úrovni.

Zdroj: www.caltech.edu

Autor:




Hlavní zprávy

Další z rubriky

Poškozený motor číslo 4 - Air France let číslo 66
Cestující zažili děsivé okamžiky, Airbusu se nad oceánem obnažil motor

V Kanadě nouzově přistál francouzský Airbus A380-800 s rozbitým motorem. Za letu nad Atlantickým oceánem se dopravnímu letadlu poškodil jeden z motorů. Nikdo z...  celý článek

StreetDrone One s jedním ze svých tvůrců, Josephem Smithem.
Nejlepší auto na hraní, co jste kdy viděli. Cenou opravdu překvapí

Mnichov (Od zpravodaje Technet.cz) Na palubce má velké červené tlačítko, které v případě nouze okamžitě odpojí autonomní řízení. Projekt s názvem StreetDrone ONE je malý autonomní elektromobil,...  celý článek

V uplynulých dnech byli pražští taxikáři vůči řidičům Uberu i agresivní.
Proč Uber tak děsí taxikáře? Jak porušuje zákon, není jasné

Agresivní odpor taxikářů vůči řidičům služby Uber v mnohém připomíná ničení strojů za průmyslové revoluce. O co vlastně jde? Složitý spor mezi „starým“ a...  celý článek

Najdete na iDNES.cz



mobilní verze
© 1999–2017 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je členem koncernu AGROFERT.