Ученые из Манчестерского университета объявили о создании самого мощного в мире оптического микроскопа. Этот микроскоп, названный "микросферический наноскоп" (microsphere nanoscope), для получения изображения использует крошечные сферы из оптически прозрачного кварцевого стекла. Затем изображения с этих микролинз увеличиваются обычным оптическим микроскопом. Наноскоп позволяет пользователям рассмотреть объекты, размерами около 50 нанометров, при нормальном уровне освещения, фактически в 20 раз меньше, чем объекты, которые можно рассмотреть в самые лучшие экземпляры обычных оптических микроскопов.
Электронные микроскопы давно уже способны к отображению необычайно малых объектов, но, в отличие от оптических микроскопов, электронные микроскопы могут видеть внешние границы объектов, таких как живые клетки. С помощью же оптического микроскопа можно заглянуть внутрь клеток, даже без использования предварительного окрашивания последних. Потенциально, микроскоп с такой разрешающей способностью может позволить ученым увидеть и наблюдать за действиями живых вирусов, что позволит лучше понять принципы их устройства и выработать эффективные методы борьбы с ними.
В то время, как наноскоп уже установил рекорд по разрешающей способности, Манчестерские ученые полагают, что не существует никакого теоретического предела для увеличения разрешающей способности нового микроскопа. А это позволит ученым увидеть объекты еще меньших размеров и живые объекты, не разрушая их при этом, что сулит совершенно новые открытия в самых различных областях науки.
В погоне за тайнами науки человек построил уникальный, самый мощный в истории микроскоп. Благодаря ему появилась возможность увидеть сам фундамент всего нашего мира.
Электронный микроскоп «Соколиный глаз» получил разрешение менее 0,05 нм. Это вчетверо меньше диаметра атома углерода.
По сути, новый микроскоп представляет собой умелое сочетание двух предыдущих: трансмиссионного Titan и немецкого FEI.
Сквозь линзы видны не только атомы, но и их движения при комбинации различных материалов. Рост и динамика веществ также заметны.
В мире микроскопии постоянно происходит детальная разработка, а также усовершенствование различных технических приспособлений и устройств. Особое внимание уделяется оптическим приборам, которые активно используются не только в научно-лабораторных, но и в медицинских целях.
Одним из таких изобретений является электронный гигант под названием Titan. В нашей статье мы подробнее рассмотрим строение и работу этого устройства.
Самый мощный микроскоп
Построили Titan в конце 2008 года, а уже в 2009-м он был отправлен на место постоянной дислокации — в NCEM (National Center for Electron Microscopy), где был отлажен, испытан и подготовлен к работе.
Этот микроскоп самый мощный в мире, так как выдает изображение с расширением, равняющимся 0,05 нанометра. Для лучшего понимания возможностей устройства отметим, что диаметр спирали ДНК равняется двум нанометрам.
Titan позволяет увидеть объекты и предметы, которые вдвое меньше, чем способны были увидеть древние световые устройства прошлых лет. Самый мощный микроскоп является частью проекта TEAM, который проводил исследования в национальном центре Соединенных Штатов, уже много лет продуктивно занимаясь электронной микроскопией.
Проектирование
Создание микроскопа начинается с проектирования устройства, принципа его работы и системы сложных взаимодействующих элементов, которые должны работать слаженно и эффективно.
В проектировании приняли участие ученые, работающие в лаборатории Окриджа, а также члены корпораций FEI и CEOS, которые отвечали за создание всех важных систем и разработали микроскоп самостоятельно.
Строение
Достаточно мощный силовой кабель изобретения имеет толщину пожарного шланга, а стоимость гигантской конструкции достигает двадцати семи миллионов долларов. Создатели боялись, что микроскоп кто-нибудь случайно уронит или заденет, и тогда последствия утраты были бы непоправимыми, учитывая достаточно весомые затраты.
Тем не менее его удалось благополучно установить в отдельном помещении, подняв с помощью механического крана. Достаточно аккуратная, но трудоемкая работа заняла целый день.
Titan был сконструирован благодаря комбинированию двух мощнейших современных технологий: сканирующему и трансмиссионному электронным микроскопам.
Кроме того, чтобы повысить разрешение устройства, были применены новейшие коррекционные системы сферической аберрации, которые были произведены в Германии компанией CEOS GmbH.
Благодаря такой титанической работе по конструированию техники и использованию композитных материалов он и стал самым мощным микроскопом в мире.
Принцип работы
Микроскоп работает по определенному алгоритму, который состоит из следующих процессов:
- 300 000 вольт подаются внутрь пушки, внутренние электроны разгоняются практически со скоростью света.
- Затем электроны ведут себя как волны очень короткой длины.
- Фокусировочная система собирает рассеянные электроны из филамента, далее свет подается вниз на образец, пройдя через отражатель.
Изучаемый образец следует помещать очень ровно, чтобы не было смещения атомов при наблюдении за объектом сверху вниз. В противном случае малейший, даже самый незначительный наклон повлияет на результаты исследования, выдав неточное и нечеткое изображение.
Возможности
Самый мощный микроскоп открывает нам удивительные возможности наномира, позволяя исследовать и наблюдать за комбинацией атомов, которые формируют разнообразные материалы, являющиеся составной частью окружающих нас объектов.
Ученые получили возможность наблюдать, как эти материалы интенсивно растут, реагируют на факторы внешней среды.
Микроскопы прошлых поколений не обладают такой способностью, что дает уникальной гигантской конструкции Titan огромное преимущество в конкурирующем мире оптических устройств.
Руководство TEAM имеет на будущее весьма амбициозные цели, связанные с использованием прибора, интерес к которому не утихает до сих пор. Его широкие возможности по максимуму будут использованы в сфере изучения сложной, но невероятно интересной и тонкой структуры атомов, исследование которых продолжается уже на протяжении долгого времени.
Если вы хотите узнать больше о том, как работает самый мощный микроскоп в мире, мы предлагаем вам просмотр следующего видео:
Загрузка...
