فيلمبرداري توسط ميكروسكوپهاي الكتروني
فيزيك‌دانان گونه‌اي جديد از ميكروسكوپهاي الكتروني ساختند كه مي‌تواند از اتم‌هايي كه تحت تغييرات ساختاري يا شيميايي قرار گرفته‌اند، تصويربرداري كند.
احمد زيويل و همكارانش در مؤسسه فناوري كاليفرنيا در آمريكا از پالس‌هاي ليزري و الكترونيِ همراه شده، براي رديابي اتم‌هاي اكسيژن و واناديم در حين مرتب شدن مجدد آنها روي سطح اكسيد واناديم در مدت زماني حدود چند پيکوثانيه استفاده كردند. اين محققان مي‌گويند كه از اين روش مي‌توان در مطالعات مختلف پديده‌هاي بيولوژيكي و فيزيكي فوق سريع استفاده كرد.
به گزارش ستاد ويژه توسعه فناوري نانو، چون الكترون‌ها انرژي بالاتري نسبت به نور دارند و طول موجشان نيز از نور كمتر است، ميكروسكوپهاي الكتروني مي‌توانند تصاويري با كيفيت بهتر از ميكروسكوپهاي نوري ايجاد كنند. براي بهبود تصوير ميكروسكوپ الكتروني از بسته‌هاي موج الكتروني همدوس شده استفاده مي‌شود(اين بسته‌هاي موج مي‌توانند حاوي حداقل يك الكترون باشند). اين كار كيفيت تصاوير را تا حد زيادي بهبود مي‌بخشد.
طول موج اين بسته‌ها از فواصل اتمي بسيار كوچك‌تر است. براي همين مي‌توان تصاويري بسيار متمركز در ابعاد اتمي ايجاد كرد يا به عبارتي مي‌توان با كيفيتي در حد ابعاد اتمي تصويربرداري نمود. دوره تناوب اين بسته‌هاي موج، فوق‌العاده كم است و مي‌توان از آنها در عكسبرداري لحظه‌اي از اتم‌هايي كه تحت تغييرات شيميايي و ساختاري قرار گرفته‌اند، استفاده كرد. در سال 2005، زيويل و همكارانش در كار قبلي‌شان با استفاده از اين بسته‌هاي الكتروني همراه شده، از نمونه‌هاي مختلف موادي و بيولوژيكي تك عكس‌هاي لحظه‌اي گرفته بودند. اما آنها هم‌اكنون با توسعه همين روش مي‌توانند در يك دوره زماني (هر چند كوتاه) به صورت متوالي عكسبرداري كنند و به‌اين ترتيب مي‌توانند مرتب شدن خود به خودي مجدد اتم‌هاي واناديم و اكسيژن را در مدت زماني كمتر از 100 فمتوثانيه (پيشوند فمتو يعني يك هزارميليارديم) مشاهده كنند.
همان طور كه در شكل نشان داده شده است، در طراحي اين «ميكروسكوپهاي فوق‌سريع» كه براي تصويربرداري در يك توالي زماني انجام گرفته است، از پالس‌هاي ليزري با دوره تناوب فمتوثانيه‌اي استفاده شده است. در اينجا هر پالس به دو پالس مجزا تبديل مي‌شود كه يكي از آنها در ايجاد پالس‌هاي الكتروني در ميكروسكوپ استفاده مي‌شوند و ديگري نيز براي گرم كردن نمونه به كار مي‌رود.
طبق گفته اين محققان، سخت‌ترين و مهمترين بخش در اين كار، ايجاد هماهنگي بين پالس‌هاي ليزري و الكتروني ورودي به نمونه است. اين قسمت از كار به دليل اختلاف سرعت بين پالس‌هاي ليزري و الكتروني بسيار دشوار است زيرا پالس‌هاي ليزري با سرعت نور حركت مي‌كنند در حالي كه پالس‌هاي الكتروني با دو سوم سرعت نور حركت مي‌كنند.
پالس‌هاي ليزري همراه شده، براي گرم كردن نمونه و ايجاد يک انتقال از ساختار بلوري دما پايين به ساختار دما بالا، مورد استفاده قرار مي‌گيرند. با تغيير اختلاف زماني بين پالس‌هاي ليزري و الكتروني در مراحل زماني منظم، مي‌توان از اتم‌ها در دماهاي مختلف نمونه، تصويربرداري لحظه‌اي نمود.
مرگ جيمز هيلير
اما هم‌زمان با اعلام خبر نخستين فيلمبرداري با ميكروسكوپ الكترونيكي، اعلام شد كه جيمز هيلير، طراح اولين ميكروسكوپ الكترونيكي كاربردي در سن 91 سالگي درگذشت. اين فيزيكدان كانادايي الاصل در اثر سكته مغزي در پرينستون درگذشت.
اولين بار ميكروسكوپ الكتروني توسط دو مهندس آلماني به نام‌هاي ارسنت روسكا و رين‌هولد رودنبرگ در سال 1931 اختراع شد اما اين دستگاه مشكلات بسياري داشت و عملاً قابل‌استفاده نبود. هيلير و همكار دانشگاهي وي در دانشگاه تورنتو در سال 1937 بر روي اين پروژه با يكديگر كار كردند و اختراع دانشمندان آلماني را به عنوان نمونه اوليه كار خود براي ساخت يك ميكروسكوپ الكتروني قابل استفاده به كار بردند.
irdanesh
