Premium

Získejte všechny články mimořádně
jen za 49 Kč/3 měsíce

Vědci sestavili speciální mikroskop pro sledování života v nanosvětě

Mikroskop umožňuje pozorovat nejjemnější struktury hmoty v reálném čase a prostoru. Dosud bylo možné takto malé jevy pozorovat pouze v jedné vrstvě.
Mikroskop, Ilustrační foto

Mikroskop, Ilustrační foto | foto: Profimedia.cz

Když na sklonku 19. století bratři Lumièrové představili světu svůj kinematograf, málokdo si asi tehdy uvědomil, jak moc to poznamená celou naši kulturu. Jejich vynález lidstvu umožnil zaznamenávat a posléze přehrávat průběh vybraných událostí.

Doba pokročila, dnes považujeme film a televizi za samozřejmost. Nyní se ale díky výzkumníkům z Kalifornského technologického institutu (Caltech) schyluje k podobné revoluci.

Vědci totiž vyvinuli čtyřdimenzionální mikroskop, který umožňuje pořídit záznam průběhu atomárních a molekulárních dějů nikoli jen v jedné vrstvě, jako u klasických mikroskopů, ale ve všech třech prostorových dimenzích a navíc i v čase.

Filmování atomů a molekul

Přestože na poli mikroskopie dochází v posledních desetiletích k bouřlivému vývoji (elektronový mikroskop, mikroskopy AFM a STM), je to vůbec poprvé, kdy se vědcům do rukou dostává nástroj, který umí zachytit pomíjivé změny v základních strukturách hmoty nejen v reálném čase, ale i prostoru.

Novou technologii, nazvanou 4D elektronová mikroskopie, vypracoval tým Ahmeda Zewaila, který již předtím vyvinul metodu zobrazování chemických procesů pomocí ultrakrátkých laserových pulzů. Tu využil při pozorování chemických reakcí, při nichž se atomy spojují v molekuly, které se následně opět rozpadají na jednotlivé atomy.

4D Electron Microscopy of Nanodrumming

Tyto děje probíhají neuvěřitelně rychle, a sice v řádu několika femtosekund (tedy biliardtin sekundy). Za svou průkopnickou práci byl Zewail v roce 1999 po zásluze odměněn Nobelovou cenou za chemii.

Dimenze prostoru

Obrazy molekul v pohybu „nám poskytly časový rozměr, ale chyběly nám prostorové dimenze, struktura,“ říká Zewail. „Mým snem od roku 1999 bylo objevit způsob, jak tyto děje pozorovat nejen v čase, ale též v prostoru, vidět architekturu komplexních systémů v atomárním měřítku, to, jak se mění v čase, ať už u fyzikálních či biologických látek.“

V současnosti se k pozorování procesů na molekulární a atomární úrovni nejčastěji používají elektronové mikroskopy, jenže ty jsou schopny zachytit jen statické struktury, nemohou postihnout chování zkoumaných objektů v čase a prostoru zároveň.

Sledování jednotlivých elektronů

Zewailovu týmu se podařilo přesně sledovat dráhu každého elektronu, který elektronový mikroskop vysílá. Jen díky tomu se mohli vědci do elektronové mikroskopie zavést časový rozměr. Nově vyvinutou metodu pojmenovali „ultrarychlé zobrazování jednotlivých elektronů“.

Výsledný obraz, vytvořený každým elektronem, si zjednodušeně můžeme představit jako femtosekundovou fotografii daného časového okamžiku. Pořízené snímky je pak možné časově uspořádat podobně jako u klasického filmu, získané „fotografie“ vlastně tvoří dílčí filmová okénka, jejichž přehráním vzniká digitální film, který ukazuje, co se s pozorovaným objektem děje na atomární úrovni.

Zdroj: www.caltech.edu

Autor:
  • Nejčtenější

Spotify končí s „věcí do auta“, posluchači mají zánovní zařízení vyhodit

v diskusi je 45 příspěvků

26. května 2024  13:28

Je to jak z příručky „jak naštvat zákazníky“. Spotify ukončuje podporu svého jediného fyzického...

Druhá světová válka měla i své dinosauří oběti

v diskusi jsou 4 příspěvky

25. května 2024

Psal se 24. duben roku 1944 a nacistická válečná mašinérie už nebyla schopna zabránit konečné...

{NADPIS}

{LABEL} {POPISEK}

KVÍZ: Znáte letadla československých pilotů?

v diskusi nejsou příspěvky

24. května 2024

Typů letadel, do kterých usedali českoslovenští letci, bylo nepřeberné množství. Zlomkové množství...

Nejzajímavější sluchátka na trhu? Novinka Sonosu je první svého druhu

v diskusi je 17 příspěvků

21. května 2024

Úderem patnácté hodiny skončilo embargo na první sluchátka společnosti Sonos, které po krátkém...

{NADPIS}

{LABEL} {POPISEK}

Rusko vypustilo družici schopnou sledovat a ničit jiné satelity, míní Američané

v diskusi je 55 příspěvků

22. května 2024  8:30

Rusko 16. května vypustilo satelit, o němž se americké zpravodajské služby domnívají, že je to...

Deset věcí, které by měl znát každý uživatel úložiště myšlenek OneNote

v diskusi jsou 3 příspěvky

28. května 2024

Zajímavý pomocník v každodenním životě OneNote disponuje velkou paletou funkcí. Osvojte si...

Hokej byl zátěžovým testem pro český internet, padaly rekordy

v diskusi je 11 příspěvků

27. května 2024  14:57

V síti společnosti O2, která přímé přenosy po internetových linkách pro Českou televizi...

Ladislava Chudíka si diváci pamatují hlavně jako laskavého primáře Sovu

v diskusi jsou 3 příspěvky

27. května 2024  14:05

Slovenský herec Ladislav Chudík, který se narodil 27. května 1924, byl v Česku známý a oblíbený...

Jsou tu už skoro 40 let. Pamatujete si na starší verze Windows?

v diskusi je 34 příspěvků

27. května 2024

Operační systém Windows příští rok oslaví 40 let od svého vzniku. Za tu dobu si prošel mnoha...

Párkům odzvonilo. Podnikatel lije do rohlíků svíčkovou a dobývá benzinky

Na pracovních cestách se podnikatel v gastronomii Lukáš Nádvorník přejedl párků v rohlíku. Napadlo ho, že by do pečiva...

Herec Lukáš Vaculík se oženil, dívčí idol 80. let si vzal ředitelku z Primy

Lukáš Vaculík (61) se tajně oženil. Vzal si výrobní ředitelku a producentku FTV Prima Luciu Kršákovou (46). Herec a...

Milan Hein odhalil neshody mezi Simonou Postlerovou a její matkou

Smrt herečky Simony Postlerové (†59) byla ranou pro celou její rodinu. Na parte ale chybělo jméno hereččiny matky Jany...

Hoši, nádhera, děkují celebrity za hokejové zlato. Pokáč baví vítěze písničkou

Česká hokejová reprezentace získala po čtrnácti letech zlato na mistrovství světa. Obrovský úspěch nadchl nejen...

Zavřela jsem vagínu a už neotevřu. Když ženy žijí bez sexu a nechybí jim

Premium Stále častěji se můžeme dočíst, že lidstvo se nevěnuje své základní, přirozené potřebě – sexu. Nastupující generace...