El Electrón Nanodiffraction Ofrece la Proyección De Imagen Atómica de la Resolución - Nueva Tecnología

Una nueva técnica de proyección de imagen que utiliza ondas de la difracción de electrón para mejorar la resolución y la sensibilidad de imagen a las pequeñas estructuras ha sido desarrollada por los científicos en la Universidad de Illinois en el Urbana-Chamán. La técnica trabaja en el mismo principio que la difracción de Radiografía, pero puede estructura de registro de un único nanostructure o macromolécula.

La Determinación de la estructura de materiales - tales como cristales de la proteína - se realiza actualmente usando la difracción de Radiografía. Sin Embargo, muchas pequeñas estructuras usadas en nanotecnología no han sido accesibles a la cristalografía, así que sus estructuras siguen siendo desconocidas.

La “Naturaleza es completa de los objetos que no pueden ser cristalizados fácilmente, incluyendo muchas proteínas y los objetos nano-clasificados que faltan una estructura periódica,” dijo el Jian-Minuto (Jim) Zuo, profesor de la ciencia material y de la ingeniería en Illinois y autor correspondiente de un papel para aparecer en la aplicación del 30 de mayo la Ciencia del gorrón. “Nuestra técnica tiene el potencial a los nanostructures aperiódicos de la imagen, incluyendo las macromoléculas biológicas, en la resolución atómica.”

Para demostrar la eficacia de su técnica de proyección de imagen, Zuo y sus colegas registraron y tramitaron el modelo de difracción de un nanotube del carbón de la doble-pared.

Los “nanotubes del Carbón están de interés especial porque las propiedades mecánicas y eléctricas de un nanotube dependen de su estructura,” dijeron a Zuo, que también es investigador en el Laboratorio de Investigación de los Materiales de Frederick Seitz en el campus de Illinois. “Sin Embargo, solamente el shell exterior de un nanotube del carbón ha sido reflejado explorando microscopia el hacer un túnel con la resolución atómica.”

Porque el carbón posee pocos electrones, el dispersar de un haz electrónico es intrínsecamente débil y da lugar típicamente a una imagen con contraste inferior y resolución pobre, Zuo dijo. Los átomos de carbón de la Proyección De Imagen han sido un reto especial.

“Mientras Que los microscopios electrónicos convencionales pueden lograr una resolución que se acerca a 1 angstrom para muchos materiales,” Zuo dijo, “el límite de resolución para el carbón en nanotubes es solamente 3 angstromes.”

A la imagen un nanotube del carbón de la doble-pared, los investigadores primero seleccionó una única meta del nanotube en un microscopio electrónico de la transmisión. Entonces iluminaron el nanotube con un haz de electrones estrecho cerca de 50 nanómetros de diámetro. Después de registrar el modelo de difracción, utilizaron una técnica oversampling y un proceso iterativo para extraer la información de la fase y para construir una imagen con una resolución de 1 angstrom.

“Puesto Que este proceso no utiliza un lente para formar la imagen, la resolución no es limitada por la aberración del lente,” Zuo dijo. La “aberración del Lente es el factor que ha estado limitando la resolución de los mejores microscopios electrónicos. Es como la niebla cuando usted observa a través de la parte inferior de una botella de vino.”

La complejidad de la imagen del nanotube era asombrosamente, Zuo dijo. “El nanotube de la doble-pared consiste en dos nanotubes concéntricos de diversos ángulos helicoidales. Como dos tornillos con diverso tono, las estructuras del nanotube se alinean a veces y no hacen a veces. Esto da lugar a un modelo complicado de ambas coincidencias y discordancías accidentales.”

La capacidad de generar imágenes de modelos de difracción del nanoscale ofrece una manera de determinar la estructura de objetos aperiódicos, de nanostructures inorgánicos a las macromoléculas biológicas, como la difracción de Radiografía hace para los cristales, Zuo dijo. “Puesto Que la difracción es un método estándar para determinar la estructura, nuestra técnica de la difracción de electrón del nanoarea abre una puerta en el examen de la estructura del individuo y de moléculas altamente irregulares y de nanostructures como atados y cables.”

Además de Zuo, las personas incluyeron el científico que visitaba Ivan Vartanyants y el investigador postdoctoral Gao Mínimo en Illinois, y a los investigadores Ruth Zhang y Larry Nagahara en los Laboratorios de Motorola. El Ministerio de los E.E.U.U. de Energía financió el trabajo.

29 de mayo de 2003 Asentadoth

Date Added: Nov 18, 2003 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 02:05

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