بیش از یک قرن پیش، توسعه فناوری تصویر متحرک، منجر به ساخت تصاویر متحرکی شد که در آن زمان، جادویی به نظر می‌رسیدند. اکنون نیز محققان مؤسس&#۱۷۲۸ فناوری کالیفرنیا یک فناوری متحول‌کنند&#۱۷۲۸ مبتنی بر میکروسکوپ الکترونی را توسعه داده‌اند که مشابه آن فناوری بوده ولی در مقیاس اتمی است. این فناوری امکان مشاهد&#۱۷۲۸ زمان- واقعی و فضای- واقعی تغییرات سریع را در ساختار و شکل نانومواد برای ما فراهم می‌کند.
میکروسکوپ الکترونی چهاربعدی، متحول‌‌کننده دنیای نانو
بیش از یک قرن پیش، توسعه فناوری تصویر متحرک، منجر به ساخت تصاویر متحرکی شد که در
آن زمان، جادویی به نظر می‌رسیدند. اکنون نیز محققان مؤسسۀ فناوری کالیفرنیا یک
فناوری متحول‌کنندۀ مبتنی بر میکروسکوپ الکترونی را توسعه داده‌اند که مشابه آن
فناوری بوده ولی در مقیاس اتمی است. این فناوری امکان مشاهدۀ زمان- واقعی و فضای-
واقعی تغییرات سریع را در ساختار و شکل نانومواد برای ما فراهم می‌کند.
این محققان با استفاده از این فناوری، فیلم‌هایی از تغییرات اتمی در مواد
نانوطلا و گرافیت به دست آورده‌اند. از الکترون‌ها برای مشاهدۀ اشیای خیلی ریز
(در مقیاس اتمی) استفاده می‌شود؛ زیرا طول موج منبع تابشی ای که یک میکروسکوپ
اسفتاده می کند باید کوتاه‌تر از فضای بین اتم‌ها باشد، به همین دلیل مشاهدۀ
این اشیای خیلی ریز با نور، به سبب طول موج نور مرئی، همراه با محدودیت است.
این طول موج‌های کوتاه با استفاده از الکترون‌ها می‌توانند ایجاد شوند؛ زیرا
طول موج یک الکترون هنگامی که سرعت آن افزایش می‌یابد، کوتاه‌تر می‌شود و در یک
میکروسکوپ الکترونی، الکترون‌ها با سرعت‌های بسیار زیاد شتاب می‌یابند.
اما تنهاداشتن الکترون‌ها برای مشاهده رفتار اتم‌ها در هر دو بعد زمان و مکان
کافی نیست. در این حالت الکترون‌ها باید با دقت به بسته‌های خیلی کوچک تقسیم
شوند؛ به‌طوری که آنها در بازه‌های زمانی ویژه به نمونه برسند. این محققان با
وارد کردن بعد چهارم زمان در میکروسکوپ الکترونی با قدرت تفکیک‌پذیری بالا، به
آن چیزی رسیدند که به تصویربرداری تک-الکترونی بسیار سریع مصطلح است.
در این تصویربرداری مسیر هر الکترون با دقت در زمان و مکان کنترل می‌شود. تصویر
ایجادشده به‌وسیله هر الکترون در آن لحظه از زمان یک فمتوثانیه را نشان می‌دهد.
این تصاویر متوالی متشکل از میلیون‌ها تصویر همانند فریم‌ها در یک فیلم، می‌توانند
برای ایجاد یک فیلم دیجیتالی از حرکت در مقیاس اتمی، مرتب شوند.
این محققان از میکروسکوپ الکترونی چهاربعدی جدید خود برای مشاهده رفتار اتم‌ها
در صفحات بسیار نازک طلا وگرافیت استفاده کرده اند. گرافیت متشکل از لایه‌های
اتم کربنی است که به شکل یک آرایه شبه‌صفحه‌ای در هم قفل شده‌اند. این اتم‌ها
در مقیاس زمانی فمتوثانیه در یک مسیر همدوس و بی‌نظیر حرکت می‌کنند؛البته این
محققان متوجه شده‌اند که در مقیاس زمانی پیکوثانیه(اندکی بزرگتر از
فمتوثانیه)این نانوصفحات گرافیتی، امواج صوتی تولید می‌کنند. در این تصاویر،
آنها مستقیماً حرکات الاستیکی این صفحه‌ها را مشاهده کردند و نیرویی را تعیین
کردند که آنها را در کنار هم نگه می‌دارد. این نیرو به‌وسیله یک خاصیت تنش-کنش
معروف به مدول یانگ توصیف شده‌است. به عقیده این محققان ازاین روش تصویربرداری
چهار بعدی برای تصویربرداری از اجزای سلول‌ها از قبیل پروتئین‌ها و ریبیزوم‌ها
(ماشین‌های سلولی که پروتئین‌ها را می‌سازند) استفاده می‌کنند. آنها اخیراً با
استفاده از این روش تصاویری از یک سلول موش تولید کرده‌اند.
این محققان نتایج خود را در مجله Science منتشر کرده‌اند.
