Doorbraak in beeldvorming versnelt werking neutrale-atoomstraalmicroscopen dankzij nieuwe magnetische methode van Swansea University

AmsterdamOnderzoekers van de Universiteit van Swansea hebben een nieuwe beeldvormingstechniek ontwikkeld die het vastleggen van microscoopbeelden versnelt. Deze methode is bijzonder nuttig voor neutrale atoomstraalmicroscopen, die worden gebruikt om kwetsbare monsters te bestuderen die reguliere beeldvormingstechnieken niet kunnen verdragen. Deze microscopen maken gebruik van deeltjes met een lage energie, zoals heliumatomen, om het oppervlak en de samenstelling van gevoelige materialen te onderzoeken, zoals bacteriële biofilms, ijsfilms en organische fotovoltaïsche apparaten.

De nieuwe beeldvormingstechniek lost een groot probleem op van de huidige neutraal-atoomstraalmicroscopen, die monsters pixel voor pixel door een kleine opening scannen. Deze methode kost veel tijd en balanceert tussen beeldhelderheid en scansnelheid. Om helderdere afbeeldingen te krijgen, duurt het veel langer.

Belangrijkste voordelen van de nieuwe methode:

• Snellere beeldopname
• Verbeterde resolutie zonder veel extra tijd
• Mogelijkheid voor nieuwe contrastmechanismen op basis van magnetische eigenschappen

Professor Gil Alexandrowicz en zijn team hebben een nieuwe methode ontwikkeld om te scannen zonder gebruik van pinholes. Ze maken gebruik van een niet-uniform magnetisch veld en de beweging van nucleaire spins om de posities van helium-3-atomen vast te leggen. Deze atomen interageren vervolgens met het monster om het beeld te creëren. Deze methode genereert beelden veel sneller, terwijl de hoge detaillering en kwaliteit behouden blijven.

Lees ook:

Vandaag · 12:21

Verborgen dieptegeheimen: Arima-bronwater en aardbevingsrisico

Morgan Lowe, een promovendus binnen het onderzoeksteam, bouwde en testte het magnetische coderingsapparaat. Ze slaagden erin het bundelprofiel nauwkeurig te meten, waarbij de resultaten overeenkwamen met de berekeningen uit de simulaties. Dit succes bevestigt de werking van de nieuwe methode en suggereert dat deze kan leiden tot snellere beeldvorming en een betere resolutie.

Het nieuwe coderingssysteem maakt gebruik van de magnetische eigenschappen van zowel het monster als de bundeldeeltjes. Dit kan wetenschappers helpen nieuwe manieren te vinden om contrast te creëren in hun experimenten, wat leidt tot meer onderzoeksmogelijkheden. Bijvoorbeeld, het bestuderen van monsters met bepaalde magnetische kenmerken kan gedetailleerdere inzichten opleveren en het gebruik van neutrale atoomstraalmicroscopen uitbreiden.

Het team gaat nu aan de slag met het ontwikkelen van een volledig prototype van een magnetische encoding neutrale bundel microscoop. Deze ontwikkeling maakt uitgebreide testen van de resolutielimieten van de nieuwe techniek, de contrastmethodes en de verschillende toepassingen mogelijk.

Deze doorbraak kan de manier waarop wetenschappers en ingenieurs de vorm en samenstelling van delicate monsters bestuderen, veranderen. Het maakt onderzoek sneller en verbetert de nauwkeurigheid van gegevens, wat de huidige wetenschappelijke kennis verder brengt. Met snellere beeldvorming en nieuwe methoden om contrasten te zien, kunnen onderzoekers uit verschillende vakgebieden dingen ontdekken die voorheen niet mogelijk waren, wat dit tot een belangrijke vooruitgang voor microscopietechnieken maakt.