ساخت میکروسکوپی که می تواند به صورت آنی از فرایندهای شیمیایی فیلم بگیرد

میکروسکوپ های اتمی ابزارهایی هستند که امکان مشاهده کوچک ترین ساختارهای اتمی و حتی پیوندهای هیدروژنی را برای انسان فراهم می کنند. اما ایراد مدل های فعلی این دستگاه ها آن است که به غیر از تصاویر ایستا و ثابت، در انجام هر کار دیگری بیش از اندازه کند عمل می کنند و به همین خاطر می توان گفت که برای رصد اموری نظیر واکنش های شیمیایی بلااستفاده خواهند بود.

با این همه، پژوهشگران موسسه تکنولوژی ماساچوست نوعی نمونه اولیه را ساخته اند که 2000 مرتبه سریع تر از هر محصول تجاری دیگری عمل می کند و در نتیجه امکان ضبط ویدئو از این فرایندها را ممکن می سازد.

در ادامه این مطلب با دیجیاتو همراه باشید.

کمال یوسف تومی پروفسور مشارکت کننده در این پروژه از موسسه ماساچوست در این باره می گوید: به لطف این نمونه انسان می تواند فرایندهایی نظیر چگالش، فعالیت های هسته اتم یا انحلال را به صورت آنی مشاهده نماید.

تیم سازنده این دستگاه، برای نمایش قابلیت های آن، یک نمونه 70 در 70 میکرونی از کلسیت را با اسید مخلوط کردند و فرایند انحلال لایه به لایه کریستال های آن را ظرف تنها چند ثانیه به تصویر کشیدند.

این در حالی است که تلکسوپ های اتمی تجاری کنونی برای نقشه نگاری از یک سازه صرفا نوعی سوزن کوچک را روی آن حرکت می دهند و این یعنی اسکن کامل یک تصویر تا 10 دقیقه به طول می انجامد.

البته اسکنرهای کوچک تری نیز برای این منظور ساخته شده اند اما استفاده از آنها آنطور که یکی از محققین این حوزه یعنی آقای سلطانی بزچلویی گفته: مثل این می ماند که روی آمریکا فرود بیایید و اصلا ندانید که کجا هستید و صرفا اجازه دارید که برای پیدا کردن مسیر به ساختمان های اطراف خود نگاه کنید.

مدل جدید ارائه شده توسط آقای سلطانی در برگیرنده دو اسکنر است: یک اسکنر کوچکتر با سرعت بالا و یک مدل بزرگ تر که همراه با هم می توانند ظرف تنها چند ثانیه یک منقطه سه بعدی وسیع را اسکن نمایند.

او در این باره گفت: کنترلر ما می تواند اسکنر کوچک تر را به شیوه ای حرکت دهد که تغییری در موقعیت اسکنر بزرگ تر به وجود نیاید چراکه حالا می دانیم چه نوع حرکتی باعث فعال شدن این اسکنر می شود و بالعکس. در پایان باید اضافه نمایم که محصول نهایی از دیدگاه علمی، شبیه به یک اسکنر پرسرعت با برد بالا می ماند.

گفتنی است که این اسکنر طبق اعلام تیم سازنده اش می تواند در هر ثانیه 4000 خط را اسکن نماید که مجموعا نرخی معادل با 8 الی 10 فریم بر ثانیه را برای آن به ارمغان می آورد.

این دستگاه به پژوهشگران کمک خواهد کرد تا واکنش های شیمیایی را تصویر سازی نمایند و در نهایت پیشرفت های قابل توجهی را در حوزه هایی نظیر باتری، پزشکی و علم مواد رقم خواهد زد.

در حال حاضر، تیم پژوهشگران MIT تلاش دارد تا سرعت این دستگاه را اندکی بالاتر ببرد و اعلام نموده: ما می خواهیم به سطحی برسیم که امکان فیلم برداری آنی از این فرایندها را پیدا کنیم و به نرخ دست کم 30 فریم بر ثانیه برسیم.