Los científicos que fueron pioneros en una revolucionaria técnica de microscopio 3-D ahora están describiendo una extensión de esa tecnología a una nueva dimensión que promete amplias aplicaciones en medicina. investigación biológica, y desarrollo de nuevos dispositivos electrónicos. Sus informes sobre la llamada microscopía electrónica ultrarrápida de barrido 4-D, y una técnica relacionada, aparecen en dos artículos en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense .

El premio Nobel de Química Ahmed H. Zewail y sus colegas trasladaron imágenes de alta resolución de objetos a nanoescala extremadamente pequeños de tres dimensiones a cuatro dimensiones cuando descubrieron una forma de integrar el tiempo en las observaciones tradicionales de microscopía electrónica. Su tecnología impulsada por láser permitió a los investigadores visualizar estructuras tridimensionales, como un nanotubo de carbono en forma de anillo, mientras se movía en respuesta al calentamiento. en una escala de tiempo de femtosegundos. Un femtosegundo es una millonésima de una mil millonésima de segundo. Pero la información tridimensional obtenida con ese enfoque era limitada porque mostraba objetos como estacionarios, en lugar de mientras se someten a sus movimientos naturales.

Los científicos describen cómo la microscopía electrónica ultrarrápida de barrido 4-D y la microscopía electrónica ultrarrápida de transmisión de barrido superan esa limitación, y permitir una comprensión más profunda de la estructura más interna de los materiales. Los informes muestran cómo se puede utilizar la técnica para investigar la dinámica a escala atómica en superficies metálicas, y observe las vibraciones de un solo nanoalambre de plata y una nanopartícula de oro. Las nuevas técnicas "prometen tener una amplia gama de aplicaciones en la ciencia de los materiales y en la obtención de imágenes biológicas de una sola partícula, " escriben.