22:52
Comentarii Adauga Comentariu

_ Reimaginarea microscopiei electronice: aducerea unei rezoluții de vârf la microscoape cu costuri mai mici

_ Reimaginarea microscopiei electronice: Aducerea unei rezoluții de vârf la microscoape cu costuri mai mici

Cercetătorii de la Universitatea Illinois din Urbana-Champaign au arătat pentru prima dată că nu mai sunt necesare microscoape scumpe corectate pentru aberații pentru a atinge o rezoluție microscopică record. .

Domeniul microscopiei se află în mijlocul unei mari revoluții. Începând cu anii 1800 și inventarea microscopului cu lumină compusă, au existat doar câteva salturi majore în rezoluție pentru a vedea diferite scale de lungime: de la bacterii și celule, la viruși și proteine, și chiar până la atomi unici.

În general, pe măsură ce rezoluția a făcut aceste salturi incredibile, la fel și prețul microscoapelor utilizate pentru a obține acea rezoluție. Etichetele de preț atât de mari limitează sever accesibilitatea acestor instrumente. Creșterea actuală a rezoluției provine dintr-o nouă tehnică numită pticografie electronică — o metodă care folosește calculul pentru a crește rezoluția microscoapelor electronice — care a luat cu asalt domeniul în ultimii 5-6 ani.

Cercetătorii. de la Universitatea din Illinois Urbana-Champaign au demonstrat o rezoluție record folosind pticografia electronică pe microscoape electronice cu transmisie „convenționale” (sens convențional fără corectori de aberații scumpi). Acest lucru întrerupe tendința de creștere a prețului microscopului odată cu creșterea rezoluției. Ei au reușit să atingă o rezoluție spațială sub-angstrom profundă de până la 0,44 angstrom (un angstrom este o zece miliarde de metru), ceea ce depășește rezoluția instrumentelor corectate în funcție de aberație și rivalizează cu cele mai mari rezoluții ptyhografice ale acestora.

„În ultimii 90-100 de ani, domeniul nostru s-a gândit că modalitatea de a face o microscopie grozavă este de a face microscoape din ce în ce mai bune”, spune profesorul de știință și inginerie a materialelor Pinshane Huang, care a condus această lucrare. „Cel mai interesant lucru despre cercetarea noastră este că arătăm că nu aveți nevoie de un microscop de ultimă generație pentru a face acest lucru. la fel de bine! Acest lucru este uimitor, deoarece poate exista o diferență de mai multe milioane de dolari în ceea ce privește costurile între cele două configurații."

Această cercetare, co-autorizată de fostul cercetător postdoctoral MatSE UIUC, Kayla Nguyen, fostul MatSE Studentul absolvent al UIUC, Chia-Hao Lee, și cercetătorul din personalul Laboratorului Național Argonne, Yi Jiang, au fost publicate recent în revista Science.

Înainte de pticografie, microscoapele electronice de cea mai înaltă rezoluție foloseau o tehnologie numită corectare a aberațiilor pentru a permite oamenilor de știință să vezi atomi individuali. În loc să folosească un fascicul de lumină pentru a sonda o probă, microscoapele electronice folosesc un fascicul de electroni, focalizat de electromagneți.

Electronii au lungimi de undă de mii de ori mai mici decât lumina vizibilă, ceea ce permite microscoapelor electronice să rezolve obiecte care sunt de multe ori mai mici decât se pot observa cu microscoapele optice. Oamenii de știință folosesc aceste microscoape pentru a decoda structurile obiectelor, de la proteina spike de pe virusul COVID-19 la aranjamentele atomilor din grafen și, mai general, pentru a cerceta în interiorul materiei pentru a înțelege structura atomică, compoziția și legăturile acesteia.

Cu toate acestea, una dintre provocările utilizării fasciculelor de electroni este focalizarea acestui fascicul. „Este imposibil să faci o lentilă perfectă pentru electroni”, spune Huang. „Ceea ce au făcut oamenii pentru a compensa este să facă lentile „rele” și apoi să pună corectoare de aberații după ele, care sunt o serie de lentile „rele” care sunt „rele” în moduri opuse. și acesta a fost standardul de aur pentru modul în care ne imaginăm la scară atomică de cel puțin 20 de ani.”

În optică, o aberație este orice fel în care o lentilă se abate de la o lentilă perfectă. De exemplu, ochii umani pot avea mai multe tipuri de aberații, cum ar fi miopie și miopie (ochii nu se pot concentra la toate distanța) și astigmatismul (curbura globului ocular care provoacă vedere încețoșată).

Lee. explică: „Pentru lentilele electromagnetice, modul de focalizare a acestor electroni este printr-un câmp electromagnetic. Dar nu avem o modalitate excelentă de a controla forma și puterea câmpului electromagnetic, ceea ce limitează foarte mult cât de precis avem poate focaliza acești electroni.”

În microscopia corectată în funcție de aberații, tehnologia actuală de ultimă oră, există o stivă suplimentară de lentile pentru a corecta aberațiile de la lentilele obișnuite, care schimbă forma fasciculului. înainte de a atinge proba. Aceste lentile suplimentare de corectare a aberațiilor sunt acolo unde se adaugă costuri semnificative la microscop.

Deși este imposibil să se realizeze o lentilă perfectă, obiectivul ultimilor 100 de ani a fost de a face continuu lentile mai bune pentru a minimiza aberațiile. . Însă Huang spune: „Ceea ce este interesant la ptyhografie este că nu trebuie să faci lentile din ce în ce mai bune. Ceea ce putem face în schimb este să folosim computere.”

În loc să folosim un teanc de lentile optice pentru a elimina aberațiile, ptyhografia le înlătură computațional. Cu o nouă generație de detectoare, numite detectoare hibride de pixeli, care costă câteva sute de mii de dolari (comparativ cu microscoapele corectate în funcție de aberații care costă până la 7 milioane de dolari) și algoritmi de computer, această metodă poate dubla, tripla sau chiar cvadruplica rezoluția a ceea ce un microscop poate realiza cu lentilele sale fizice.

Huang și echipa ei au arătat că abordarea lor dublează de patru ori rezoluția microscoapelor electronice cu transmisie convenționale. În plus, aproape orice microscop electronic cu transmisie de scanare poate fi acum adaptat pentru a obține o rezoluție de ultimă generație la o fracțiune din cost.

Deși această abordare schimbă jocul, Huang observă că ptyhografia este încă o tehnică provocatoare care necesită multă putere de calcul. Pot dura ore pentru a obține o singură reconstrucție pentru a ajunge la cea mai bună rezoluție. Dar, ca și în cazul multor alte tehnologii, calculul avansează destul de rapid și devine mai ieftin, mai rapid și mai ușor de utilizat.

„Am adus o tehnică de ultimă oră, ptyhografia electronică, la microscoapele electronice cu transmisie convenționale pentru a arăta pentru prima dată când un microscop „mediocru” poate funcționa la fel de bine ca și cele mai scumpe microscoape de pe piață”, spune Huang.

„Acest lucru este semnificativ pentru sutele de instituții din țară și din întreaga lume care anterior nu-și puteau permite avangarda. Acum, tot ce au nevoie este un detector, niște computere și pticografie electronică. Și odată ce faci asta, poți vedea lumea atomică cu mult mai multe detalii decât și-a imaginat oricine chiar acum 10 ani. Aceasta reprezintă o schimbare uriașă de paradigmă.”


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Tot ce poate merge prost cu sânii tăi - și ce să faci în privința asta: ghidul definitiv al DR PHILIPPA KAYE

_ De la coastă la adâncimea mării, schimbarea nivelului de oxigen afectează viața marine în moduri diferite

_ Euro Area PMI Activity Hits 11 Month High On Service Expansion As Manufacturing Recession Gets Worse

_ Bella Hadid este verificată de Instagram pentru că a postat fotografii cu copii în războiul sirian în timp ce împărtășește sprijinul pentru Palestina: „Gaza în mintea mea”

_ Vânzările de maşini electrice vor creşte în 2024 datorită cererii puternice din China

_ Senatul SUA va vota pachetul de ajutor pentru Ucraina după întârzierea de luni de zile a Camerei

_ Landfill fire envelops New Delhi in smoke

_ A cincea boală a copilăriei: Boala obrajilor pălmuiți sau eritemul infecțios

_ Cu cât împrumutul pentru studenți este mai mare, cu atât sunt mai mici șansele de a obține note bune

_ Armata Română a rămas fără ofiţeri. Are încadrate doar 57 la sută din funcţii

_ SCOTUS va audia un proces care contestă regula ATF „Ghost Gun” a lui Biden înainte de alegeri

_ MAI MULTĂ NEBUNIE TREIZĂ: NPR are un avertisment declanșator cu privire la Declarația de independență

_ Cum pot companiile să folosească inteligența artificială generativă pentru relații empatice cu clienții pentru a crea valoare pe viață

_ Ce a făcut Kadîrov după ce s-a anunţat că e pe moarte

_ Large Structural Short Will Drive Yen Much Higher

_ Necesitatea urgentă de remediere a lacunei forestiere în Parcul Național Marele Koala propus

_ ROMGAZ, cel mai mare producător și furnizor de gaze naturale din România, devine Membru Asociat al ARIR

_ Reacţii politice la decizia PSD-PNL privind retragerea candidaturii lui Cătălin Cîrstoiu la Primăria Capitalei

_ Mama care și-a dus copilul de un an la COACHELLA dezvăluie cum a fost într-adevăr să participi la festivalul plin cu un bebeluș - și reacțiile foarte surprinzătoare pe care le-a primit de la străini

_ Tom Holland are o vânătaie după ce „a fost lovit la cap cu o minge de golf” în timp ce juca o rundă la St Andrews

_ Adjunctul șerifului LA �Ambuscat�, �mpușcat �n spate �n timp ce stătea la intersecție � suspect arestat: un membru al unei bande cu antecedente penale violente

_ Șeful National Enquirer, David Pecker, dezvăluie că Trump s-a oferit să facă un test ADN pentru a dezminți afirmațiile false despre dragostea copilului și răspunsul „agitat” al lui Michael Cohen când Karen McDougal a făcut acuzații de aventură.

_ O pereche din Premier League este arestată pentru viol: vedetele fotbalului, ambele în vârstă de 19 ani, sunt audiate de detectivii care au percheziţionat stadionul echipei după o presupusă infracţiune raportată poliţiei

_ Arsenal 2-0 Chelsea - Premier League: scor live, știri despre echipă și actualizări, în timp ce Ben White dublează avantajul lui Gunners la începutul reprizei secunde

_ Kate Middleton este onorată de Rege pentru anii de serviciu public: Prințesa de Wales devine primul membru al familiei regale care este numit însoțitor regal al Ordinului Companionilor de Onoare

_ Gindrovel Dumitra: Neîncrederea în vaccinare e un fenomen sociologic

_ Ce este „voce CULT”? Fosta mormonă dezvăluie felul în care tonul ei de vorbire s-a schimbat complet în timp ce trăia în secta ultra-religioasă - recunoscând că sună „de nerecunoscut” de când a fugit din comunitate.

_ Fostul lider al Hells Angels dezvăluie consecințele înfricoșătoare cu care s-a confruntat pentru RENUNȚAREA grupului de motocicliști violenti după 40 DE ANI - în timp ce ridică capacul despre cum era cu adevărat să trăiești ca un haiduc

_ Doi tineri fugiți din calea războiului, în hipotermie, de câteva zile în munții Maramureșului

_ Transportul materialelor periculoase în toată țara nu este ușor - de aceea există o serie de reglementări în vigoare

_ Petrol surpasses 150p a litre - cost of filling up is now at a five-month high

_ Ionuț Stroe, despre decizia coaliției și șansele lui Sebastian Burduja la Primăria Capitalei: 'Nu va fi complicat / Are șanse foarte mari'

_ PRINS! Șeful DEI UCLA care a condus studenții �n c�ntecul �Palestina liberă� a fost surprins �n timp ce plagia 10 lucrări �n doctoratul ei. Disertație

_ Luptătorul taliban care a condus un stand de piață ca front pentru a recruta extremiști și a ucide trupele britanice ar putea fi eliberat din închisoare după ce i s-a acordat astăzi audierea de eliberare condiționată

_ Turcia spune că Irakul consideră că trebuie să elimine miliția kurdă PKK

_ Premierul francez susține școlile-internat pentru a combate „dependența de violență” a tinerilor

_ Armenia și Azerbaidjan încep să stabilească granița comună după un conflict de decenii

_ Lovituri aeriene în Gaza. Israelienii susţin că au atacat poziţii de lansare Hamas

_ Sfântul Gheorghe, ocrotitorul Armatei Române, tradiţii şi superstiţii. Ce nu e recomandat să faci pe 23 aprilie

_ Kolanovic spune că „corecțiile mai sunt de făcut”, în timp ce biroul de tranzacționare al JPM rămâne „optimist”

_ „Amenințarea cu care se confruntă țara noastră este din extrema stângă” și bătăuși socialiști, nu Trump: Bill Barr

_ Legătura specială a Suri Cruise cu mama Katie Holmes este expusă pe deplin în timp ce ea iese pentru prima dată de la împlinirea a 18-a... după ce tatăl scientologist Tom Cruise a ignorat reperul

_ Analizele timpurii constată că eclipsa a avut un efect vizibil asupra păsărilor

_ Cercetările dezvăluie instrumente pentru a face gradele STEM mai accesibile

_ Obligațiuni și acțiuni Licitează ca „Vești proaste”-Cumpărători Trump CTA-Vânzători

_ Studiul consideră că reaprinderea vechilor prietenii este la fel de înfricoșătoare ca a face altele noi

_ Celine Dion, în vârstă de 56 de ani, dezvăluie dezastrul în ziua de după nuntă pe care l-a suferit în dimineața după ce s-a căsătorit cu regretatul soț René Angélil: „Sunt ca, OK, să mergem la medic...”

_ Asia most disaster-hit region by climate change in 2023

_ Ucraina suspendă serviciile consulare de peste mări pentru bărbații de vârstă militară

_ Nava de marfă Dali care s-a prăbușit în podul Francis Scott Key din Baltimore a fost „nepotrivită” cu o sursă de energie scăzută și un echipaj neinstruit, susține procesul-bombă

_ Noul nanocompozit din deșeurile de coajă de papaya prezintă activitate fotocatalitică și antibacteriană promițătoare

_ Biden's America: 40% Of Renters Think They'll Never Own A Home, Up From 27% Last Year

_ „Lasă-mă să merg acasă, bine?”: A fost anulată procesul pentru fermierul din Arizona, acuzat de uciderea imigrantului ilegal pe proprietatea sa

_ Surf este în sus... și în sus și în sus: surferul german Sebastian Steudtner a revendicat recordul mondial după ce a călărit un val de 93,7 ft „nesurfabil” în Portugalia

_ Rafila: Registrele de boli fundamentează politicile de sănătate şi alocarea de fonduri

_ Bani fără taxe! Veniturile încasate de ONG-urile din România au sărit de 21 de miliarde de lei!

_ MeerKAT: Radiotelescopul sud-african care ne-a transformat înțelegerea cosmosului

_ Mister în timp ce rapperul mexican Bela Rush, în vârstă de 33 de ani, este găsită moartă la patru săptămâni după ce a dispărut, mulți dintre fanii ei sugerând joc nelegiuit și polițiștii rămân tăcuți cu privire la cauza morții ei.

_ Călătorii de sărbătorile bancare se confruntă cu haos, în timp ce sute de lucrători de la Heathrow intră în grevă pentru o săptămână întreagă, în dispută cu privire la externalizarea locurilor de muncă

_ După ce a provocat un scandal uriaș în Parlament, Boloș pune rezultatele vizitei în SUA pe masă - vești bune pentru România


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16 Pag.17 Pag.18 Pag.19 Pag.20 Pag.21 Pag.22 Pag.23
Pag.24 Pag.25 Pag.26 Pag.27 Pag.28 Pag.29 Pag.30 Pag.31
Pag.32 Pag.33 Pag.34 Pag.35

Nr. de articole la aceasta sectiune: 2087, afisate in 35 pagini.