فیلم‌برداری چهاربعدی از مولکول‌ها

دانشمندان در آمریکا می‌گویند که فیلم‌های ضبط شده‌ای از حلقه‌های نانولوله کربنی که نشان‌دهنده پاسخ آنها به یک عامل محرک خارجی است، می‌تواند درک بهتری هم از ساختار سه بعدی نانولوله و هم از نحوه واکنش و حرکت آن بدست دهد.

دانشمندان در آمریکا می‌گویند که فیلم‌های
ضبط شده‌ای از حلقه‌های نانولوله کربنی که نشان‌دهنده پاسخ آنها به یک عامل
محرک خارجی است، می‌تواند درک بهتری هم از ساختار سه بعدی نانولوله و هم از
نحوه واکنش و حرکت آن بدست دهد.

سود تصویر سه بعدی از اجسام این است که واقعی‌تر است و اطلاعات بیشتری در
مورد جسم و اطراف آن نشان می‌دهد. دانشمندان مدت‌ها از پرتونگاری مقطعی (توموگرافی)
الکترونی که روشی برای به‌دست آوردن ساختارهای سه بعدی استاتیکی دقیق از
مولکول‌ها، ویروس‌ها و سلول‌ها است، استفاده کرده‌اند. با این‌حال، این روش
تاکنون اطلاعاتی در مورد نحوه رفتار و پاسخگویی مولکول‌ها بعد از یک واکنش
شیمیایی ارائه نکرده است.

 

 
فیلم‌هایی از جنبیدن و خم شدن نانولوله‌های کربنی.
 
اکنون احمِد زیویل و همکارانش از موسسه‌ی
فناوری کالیفرنیا، از پرتونگاری مقطعی الکترونی در چهار بعد استفاده کرده و
دینامیک سه بعدی نانولوله‌های کربنی را بعد از تابش پالس‌های لیزری مورد
مطالعه قرار داده‌اند. این فناوری بسیار سریع است و باعث می‌شود که تصویر
مولکول‌های نانومتری در بازه زمانی فمتوثانیه‌ای ضبط شود.

این گروه با گرفتن ۴۰۰۰ تصویر از زوایا و زمان‌های مختلف توانست تصویر
نهایی (توموگراف) را بازسازی کند. سپس این تصاویر به‌عنوان فیلمی که نشانگر
حرکت مکانیکی و تغییر شکل مولکول‌ها بودند، در کنار هم قرار داده شدند. این
حرکات شامل حرکت “تنفسی” ناشی از خم شدن و نیز حرکت کرم‌وار حلقه نانولوله‌ای
حول یک نقطه است.

الکساندار پرتر، متخصص پرتونگاری مقطعی الکترونی از ایمپریال کالج لندن می‌گوید:
“این یک فناوری زیبایی است که آنها گسترش داده‌اند. در آینده از آن می‌توان
برای مطالعه رشد ساختارهای نانوسیمی بر حسب زمان و نیز مکانیسم خم‌شدگی
پروتئین‌ها استفاده کرد”.

زیویل امیدوار است که در آینده از این فیلم‌های چهاربعدی برای ترسیم نقشه
نیروهای میکروسکوپی که باعث حرکت نانولوله‌ها و سایر مواد مشابه می‌شوند،
استفاده کنند و مقایسه‌ای بین شبیه‌سازی رایانه‌ای از حرکات مکانیکی داشته
باشند.

این دانشمندان همچنین می‌گویند که این فناوری برای گستره وسیعی از کاربردها
در علم مواد و علوم زیستی، بسیار نویدبخش است.

این محققان نتایج خود را در مجله‌ی Science منتشر کرده‌اند.