Filmate singole molecole a risoluzione di 1600 frame al secondo

Abstract grafico dello studio (credito: DOI: 10.1246/bcsj.20200134, Bulletin of the Chemical Society of Japan)

Un video di singole molecole in movimento filmate a 1600 fotogrammi al secondo è stato pubblicato da ricercatori Dipartimento di Chimica dell’Università di Tokyo.
Il comunicato definisce questo video come “senza precedenti”, oltre che 100 volte più veloce rispetto a qualsiasi altro video simile precedentemente realizzato.

Tramite un potente microscopio elettronico affiancato con una fotocamera molto sensibile, i ricercatori sono riusciti ad approfittare di una risoluzione spaziale senza precedenti per comprendere e discernere i dettagli di eventi fisici o chimici su una scala piccolissima con un’altrettanta elevata risoluzione temporale, come spiega Eiichi Nakamura, uno degli scienziati che sta partecipando al progetto: “Il nostro microscopio elettronico a trasmissione (TEM) offre un’incredibile risoluzione spaziale, ma per vedere bene i dettagli di eventi fisici e chimici su piccola scala, è necessaria anche un’elevata risoluzione temporale. Per questo motivo abbiamo perseguito una tecnica di acquisizione delle immagini molto più rapida rispetto agli esperimenti precedenti, così possiamo rallentare la riproduzione degli eventi e vederli in un modo completamente nuovo “.

Grazie al loro innovativo microscopio elettronico a scansione, i ricercatori sono stati in grado di discernere oggetti più piccoli di un angstrom, ossia di 0,1 nanometri (un nanometro è un miliardesimo di metro).
Per filmare poi quello che riuscivano a vedere con il microscopio hanno usato una speciale telecamera DED (Direct Electron Detection) molto sensibile che è in grado di registrare a framerate elevatissimi.

Per eliminare poi il rumore di fondo visivo che disturbava l’immagine, hanno usato una particolare tecnica di elaborazione delle immagini denominata denoising della variazione totale di Chambolle.
Hanno quindi filmato, a livello di nanoscala, nanotubi di carbonio vibranti che ospitavano molecole di fullerene individuando, tra l’altro, particolari movimenti oscillatori mai visti prima di queste molecole, qualcosa che è visibile solo con framerate molto elevati.

Approfondimenti

Articoli correlati

Condividi questo articolo

Dati articolo

Resta aggiornato su Facebook