美國科學家製成四維電子顯微鏡
發布時間:2008-12-04 來源:SEMI
新聞事件:
- 美國科學家近日製造出了第一台四維電子顯微鏡
事件影響:
- 用來觀察原子尺度物質結構和形狀在極短時間內所發生的變化
- 可以非常直觀、清晰易懂地表現引發物質結構、形態、納米運動現象的原子級別的變化
- 無數物理和生物科學的探索將得以開展
美mei國guo科ke學xue家jia近jin日ri製zhi造zao出chu了le第di一yi台tai四si維wei電dian子zi顯xian微wei鏡jing,能neng夠gou用yong來lai觀guan察cha原yuan子zi尺chi度du物wu質zhi結jie構gou和he形xing狀zhuang在zai極ji短duan時shi間jian內nei所suo發fa生sheng的de變bian化hua。科ke學xue家jia用yong它ta拍pai攝she了le金jin和he石shi墨mo原yuan子zi的de活huo動dong。相xiang關guan論lun文wen發fa表biao在zai11月21日的《科學》(Science)雜誌上。
該項研究由1999年諾貝爾化學獎得主加州理工學院教授Ahmed Zewail領導完成。Zewail表示,給運動中的分子“拍照”為我們提供了時間維度信息,但無法了解空間維度相關信息。
用yong電dian子zi顯xian微wei鏡jing科ke學xue家jia可ke以yi得de到dao分fen辨bian率lv十shi億yi分fen之zhi一yi米mi以yi上shang的de物wu體ti三san維wei靜jing態tai結jie構gou,由you於yu電dian子zi速su度du越yue快kuai,其qi波bo長chang越yue小xiao,所suo以yi一yi般ban都dou會hui把ba電dian子zi加jia速su到dao極ji高gao速su度du。但dan光guang有you電dian子zi是shi無wu法fa同tong時shi在zai空kong間jian和he時shi間jian尺chi度du上shang觀guan測ce原yuan子zi行xing為wei的de。科ke學xue家jia必bi須xu小xiao心xin地di控kong製zhi電dian子zi,以yi使shi其qi在zai特te定ding的de時shi間jian間jian隔ge到dao達da樣yang本ben。Zewail和同事通過精確地控製電子,成功地在高分辨率電子顯微方法中引入了第四維——時間。
Zewail和同事用他們發明的“攝影術”guancelechaobojinboheshimocengdeyuanzixingwei。shimoyouxuduotanyuanzicengzucheng,zaifeimiaoshijianjizhong,zhexieyuanzihuijinxingduteeryizhideyundong。danshiyanjiurenyuanfaxianzaishaoweichangyixiedeshijianji——皮秒中,石墨納米層(nanosheets)能發出聲波,研究得到的四維影像展現了這一過程。
研究小組關於此項進展的第二篇論文發表在《納米快報》(Nano Letters)上,Zewail和同事在這篇論文中描述了納米厚度石墨層在更長時間——長達千分之一秒——中是如何變化的。
Zewail表示:“這一全新的四維觀測技術可以非常直觀、清晰易懂地表現引發物質結構、形態、納米運動現象的原子級別的變化。”Zewail與加州理工生物學副教授Grant Jensen目前正在合作,試圖將這一觀測手段引入細胞內生物成像領域。
劍橋大學著名電子顯微術專家John Thomas說:“這一發明及其應用是如此具有革命性意義,從此無數物理和生物科學的探索將得以開展。”
加州理工化學與化學工程學院院長David Tirrell說:“zheyijishushengchengdexilietuxiangshifeifande,bujintigongleqiansuoweiyoudeguanchafenzihecailiaoxingweideshouduan,haishidecongshijianhekongjianchidushangzhijieguanchafuzadejiegoubianhuachengweikeneng,zheyichengguojiangshiwomenzhaodaolijiefenzihecailiaodegenbenxingdexinfangfa。”
加州理工學院教務長Edward M. Stolper表示:“觀測手段的提高對多個科學和技術領域的進展都有重要意義,Ahmed的這一開創性工作將領導新的科學和技術前沿。”
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