显微镜能够及时扫描化学过程

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!

原子力显微镜是用来观察微小的原子结构的工具，观察极限可到氢键。当前模型的缺点是它们太慢了以至于不能创建除静态图像外的任何东西，这使得它们不能观察例如化学反应这样的过程。但是，MIT的研究人员已经发明了一台比任何商用产品快2000倍的原始模型，这使得录像变为可能。“人们能够及时观察到物质的冷凝、成核、溶解或沉积—这些他们之前从未看过的现象。”MIT的教授卡马尔·约瑟夫-托米说。

在一次演示中，这个团队这个团队用酸溶解了一块70×70微米的方解石样品，展示了这一样品在几秒内逐层剥离的过程。相比之下，现在的商用原子力显微镜仅仅在结构上拖出一枚小针来追踪它的形貌，意味着它花费了10分钟去浏览一整幅图像。更小的扫描仪也已经进行了尝试，但“这看起来像是假如你在美国的某个地方登陆并且对你的登陆地点一无所知，但你只被允许环顾四周的街区，”发明者苏丹尼·博查鲁伊说。

博查鲁伊的新模型把两个扫描仪合并到一起：一个小一点的快速扫描仪以及一个大一点的，它们一起就能在数秒钟跟踪一个相对广泛的3D区域。“我们的操纵者能以不激发大扫描仪的方式来移动小扫描仪，因为我们知道哪种运动能触发这台扫描仪，反之亦然，”他说。“最后，它们一起工作，因此从科学家的角度来看，它看起来像一台单独的高速大范围扫描仪。”因此，这台仪器能以每秒4000行的速度浏览，产生一个每秒8-10帧的帧速率。

这台设备能够帮助研究人员直视化学反应并能在电池技术研发、医药学以及材料科学引发突破。目前，这个团队正从事将它小幅提速的研究。“我们想要看到真实的视频，这要求仪器至少能产生每秒30帧的帧速率。”约瑟夫-托米说道。