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:

Ciulacu covrigarul a dus tara pe râpă. Bulgaria umilește România: Inflația a ajuns la 3% în timp ce țara noastră conduce topul exploziei în UE. Sărăcirea românilor e galopantă.

Proiecții privind populația: acestea vor fi cele mai mari șase țări din lume în 2075

_ Steaguri Hezbollah flutură la un miting terorist din New York, protestatarii atacă un protestatar care flutură steagul american și ard drapelul american strig�nd �MOARTE AMERICII�

Note pentru pătuț pentru „Procesul secolului”

_ Iran, 'amenințare nucleară' la adresa Israelului: 'Nu vor mai avea la dispoziție 12 zile / Suntem pregătiţi să folosim arme neutilizate până acum'

_ O casă și anexele gospodăreşti - mistuite de un flăcări, la Codlea; focul a afectat şi imobilele �nvecinate

_ 'I-am fixat carcasa cu șuruburi de masă': cum au furat rușii componentele calculatorului românesc CoBra, bijuteria tehnologică a României din Epoca de Aur

_ Şeful AIEA afirmă că "ne apropiem periculos de un accident nuclear" la centrala din Zaporojie

_ Cabinetul de război israelian s-a reunit pentru a decide cum va răspunde Iranului pentru atacul de sâmbătă noaptea

_ Salman Rushdie își amintește înjunghierea în primul memoriu de la atacul aproape fatal

_ Ferigi de semințe au experimentat cu rețele complexe de nervuri ale frunzelor în urmă cu 201 milioane de ani, au descoperit paleontologii

_ Pedepsele de închisoare pentru ucigașii adolescenți ai Briannei Ghey, obsedați de tortură, NU au fost prea blânde și nu vor fi revizuite, stabilește procurorul general

_ Starul Trainspotting Ewan McGregor este forțat să intre în acțiune din cauza daunelor cauzate de apă la conacul său de 2 milioane de lire sterline din secolul al XVIII-lea, lângă Perth

_ Războiul din Ucraina, ziua 783. Zelenski: Aliaţii pot apăra Ucraina în acelaşi mod în care au protejat Israelul / Risc de accident nuclear la centrala nucleară Zaporojie

_ Lumină după 5 ani de �ntuneric: adolescent operat la Iași de o tumoră gigant orbitară

_ CAMRA este implicată într-o dispută după ce a acuzat berea „Naked Ladies” de la Twickenham Brewery că este sexistă

_ Bărbat, 20 de ani, este arestat după tentativă de viol pe Tooting Common

Pactul de armare al Rusiei cu Iranul: Moscova promite Teheranului avioane de luptă și apărare aeriană, inclusiv rachete avansate capabile să doboare avioane stealth americane și israeliene

_ Cât de răspândită este consumul de alcool la minori?

_ Haos în Georgia: proteste masive și confruntări în parlament pe tema agenților străini - VIDEO

_ Ultimele știri asupra atacului Iran-Israel: Patru soldați israelieni au fost răniți într-o explozie la granița cu Liban, în timp ce cabinetul de război al țării declară că „își păstrează toate opțiunile” după întâlnire

_ Colți fantastici și unde să-i albi! Johnny Depp își dezvăluie dinții îngălbeniți la premiera Jeanne du Barry - după ce fanii au luat-o pe legenda de la Hollywood pentru igiena dentară proastă

_ EDEN CONFIDENTIAL: Iubita lui Damien Hirst, Sophie Cannell, își sărbătorește sarcina cu o ruptură plină de striptease

_ Atacul Iran-Israel REZUMAT: Patru soldați israelieni au fost răniți într-o explozie la granița cu Liban, în timp ce cabinetul de război al țării declară că „își păstrează toate opțiunile” după întâlnire

_ România, afectată azi de praful saharian

_ Specialiștii ANM au emis Cod Galben pentru jumătate de țară: ploi puternice și scad temperaturile/ HARTĂ

_ Salman Rushdie își amintește înjunghierea în primul memoriu de la atacul aproape fatal

_ Cea mai masivă gaură neagră stelară din galaxia noastră a fost găsită

_ Thom Evans își arată abdomenul cizelat și își împărtășește entuziasmul de a „întemeia o familie” cu logodnica Nicole Scherzinger înainte de nuntă în cea mai recentă filmare de copertă

_ Rom�nia dă lovitura și intră �n cel mai mare proiect din Europa: va schimba 'regulile' pe continent

_ Temperaturile scad în Bucureşti, maximele nu mai trec de 18 grade

_ SUA susține că peste 90 de rachete și drone au fost lansate din Yemen în ultimele 48 de ore

_ NADINE DORRIES: Ancheta poliției asupra Angelei Rayner NU TREBUIE să fie la Manchester

_ Mireasa proaspăt căsătorită se strecoară în piscină și se îneacă în timpul nunții ei, care a fost și o petrecere de aniversare comună pentru fiica ei

_ Keanu Reeves va fi vocea lui Shadow în 'Sonic the Hedgehog 3'

_ Ocolirile la a doua închidere de weekend a M25 vor fi DE DOUA ORI mai lungi decât devierea anterioară, șoferii fiind trimiși pe o rută de 20 de mile care amenință „carmageddon” - veți fi afectat?

_ Pactul pentru migrație al UE, respins de Ungaria, Polonia și Slovacia, 'un pas mare' pentru România / Ce aduce nou pentru țara noastră

_ Primăria din Copenhaga este în flăcări

_ Paula Badosa s-a calificat în optimi la Stuttgart (WTA)

_ Lockheed Martin câștigă un contract de interceptor de 17 miliarde de dolari pentru a proteja patria SUA

_ Dezvăluit: Ultimele cuvinte emoționante înregistrate ale regretatei Regine - așa cum ex-premierul Liz Truss își amintește cum monarhul a fost „așa, așa de pe minge” chiar și în ultimele sale ore.

_ RUPTĂ: Indiana Fever o asigură pe GOAT Caitlin Clark ca alegere numărul 1 la draftul WNBA 2024

_ Judecătorul-șef al Britain's Got Talent, Simon Cowell, susține că deja a „determinat cine va câștiga” înaintea noilor serii – deoarece admite că „a existat o persoană către care toată lumea gravita”

_ Instanța Supremă a desemnat un 'paznic' peste averea unui italian, după ce amanta româncă i-a păpat peste 500.000 de euro

_ Criza din Orientul Mijlociu. Escadrilele de avioane de luptă ale SUA rămân în regiune

_ Sutienele sunt o necesitate de bază care ar trebui să fie scutite de TVA, spun radiologii

_ Odobescu: Am reiterat solidaritatea României cu Israelul şi condamnarea fermă a atacului Iranului

_ Tudor Chirilă, atac dur la ministrul Sănătății: 'Mizerabilul domn Alexandru Rafila. Nu are igienă morală'

_ NASA caută o modalitate mai rapidă și mai ieftină de a aduce mostre de Marte pe Pământ

_ Naomi Watts și cel mai mic copil al ei, Kai, în vârstă de 15 ani, se uită unul pe celălalt în timp ce ies în rochii pline de farmec în timpul prezentării de modă Dior

_ Cine va c�știga Primăria Capitalei? Problema 'celor trei corpuri' �n București(Analiză)

_ Horoscop astăzi: Ghid zilnic despre ceea ce îți rezervă stelele - 16 aprilie 2024

_ Clădirea istorică a bursei de valori din Copenhaga este în flăcări, iar turnul său emblematic este distrus în timp ce izbucnește un incendiu în timpul renovărilor

_ MARK ALMOND: Israelul ar trebui să atace locurile de lansare de rachete ale Iranului. Iranul sau Teheranul ar putea avea o bombă nucleară în luni de zile

_ Zendaya, „It Girl next door” care încă face cumpărături la Waitrose local. Dar este într-adevăr atât de cu picioarele pe pământ cum pare?

_ Mesaje amuzante de la voce la text, care te vor face să-ți dorești ca oamenii să folosească în continuare linii fixe

_ Lovitură pe piața imobiliară, după ce mai multe persoane au dat bani grei ca avans pentru locuințe inexistente pe litoral

_ Ar putea Donald Trump să mai fie președinte dacă este condamnat?

_ Viziunea unui eretic: A da vina pe mâncare pentru obezitate este ca și cum a da vina pe apă pentru înec

_ Victor reacționează: Cutia Pandorei a nebuniei de gen (VIDEO)


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9

Nr. de articole la aceasta sectiune: 502, afisate in 9 pagini.