Бачити без зору: Нова методика дозволяє створювати наноструктури наосліп

Намагаючись вивчити, як працює наше тіло на нанорівні, дослідники з Техаського університету в Остіні розробили інноваційну методику, яка дає змогу отримувати 3D-зображення з вищою роздільною здатністю, ніж попередні методи.

Наше тіло – це пухке, пористе, наповнене рідиною утворення. Незначні зміни тепла можуть означати значні зміни в нанорозмірних структурах, з яких ми складаємося. Ці випадкові структурні флуктуації – також звані броунівським рухом – ускладнюють отримання чітких, детальних, 3D-зображень наночастинок нашого тіла.

“Нам не потрібно будувати складний механізм, щоб переміщати наш зонд. Ми сидимо склавши руки і дозволяємо природі зробити це за нас”.

Однією з поширених методик є додавання хімічних затверджувачів до біологічних зразків, фіксуючи їх на місці досить довго, щоб датчики і мікроскопи могли сфокусуватися. Але коли ці хімічні речовини застосовуються, зразки втрачають свою природну форму і функціональні властивості. Дослідники також можуть сфокусуватися на деяких – але не на всіх – наноструктурах, коли вони притиснуті до скляної поверхні.

• Скільки пам’яті потрібно на новому iPhone 14? Ось як це вирішити
• Новий стандарт дисплеїв VESA полегшує вибір монітора
• Новий ігровий ноутбук MSI з OLED-дисплеєм 240 Гц перевершує ноутбук Razer на $1000

Жоден з цих методів не є ідеальним, і тому п’ятнадцять років тому доктор Ернст-Людвіг Флорін і його команда розробили методику, яка називається тепловізійним шумобаченням. Вони вперше запатентували і описали свою методику в 2001 році, але лише зараз змогли продемонструвати її ефективність в статті, опублікованій цього тижня в журналі “Nature Communications”.

Щоб зрозуміти, як працює теплова шумова візуалізація, дослідники пропонують наступну аналогію: Вас попросили скласти карту абсолютно темної кімнати, використовуючи лише флуоресцентну надувну кульку і швидкодіючу камеру. Спрямувавши камеру в кімнату, ви підкидаєте м’яч і швидко робите багато послідовних фотографій, коли м’яч відскакує. Ви помічаєте, що м’яч рикошетить від деяких невидимих об’єктів і що його флуоресцентне світло сяє навколо інших. З’єднавши ці фотографії разом, ви можете скласти карту негативного простору кімнати і визначити розташування і форму різних об’єктів.

У тепловізійному шумометрі темна кімната є біологічним зразком, а флуоресцентна куля – наносферою, яка відскакує в броунівському русі, тому ж самому нестабільному ефекті, який робить більшість мікроскопічних зображень такими розмитими. “Ми перетворили це на нашу перевагу”, – сказав Флорін в прес-релізі. “Нам не потрібно будувати складний механізм для переміщення нашого зонда. Ми сидимо склавши руки і дозволяємо природі зробити це за нас”.

Використовуючи нову методику, Флорін і його команда вперше змогли виміряти механічні властивості колагенових фібрил з роздільною здатністю краще, ніж 10 нанометрів, за словами дослідників. Ці висновки наближають вчених на крок до розуміння еластичності нашої шкіри – і на крок до створення її штучного аналога.

“Якщо ви хочете створити штучну шкіру, ви повинні розуміти, як працюють природні компоненти, – каже Флорін. “Тоді ви зможете краще спроектувати колагенову мережу, яка діє як риштування, що спонукає клітини рости в правильному напрямку”.

Рекомендації редакції

• Ця нова функція AMD може прискорити ваші ігри одним клацанням миші
• HP представляє новий монітор IPS Black з однією ключовою новою функцією
• Новий ноутбук Dell XPS 13 2-в-1 конкурує з Surface Pro, за винятком роз’єму для навушників
• Нові робочі станції Acer потужніші, ніж будь-коли раніше
• Екологізація за допомогою мікропроцесорного комп’ютера, що працює на водоростях

Source: digitaltrends.com