Un equipo de investigación dirigido por un científico del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU. Ha demostrado por primera vez que los campos magnéticos de las células bacterianas y los nanoobjetos magnéticos en líquido se pueden estudiar en alta resolución mediante microscopía electrónica. Esta capacidad de prueba de principio permite la observación de primera mano de los fenómenos del entorno líquido, y tiene el potencial de incrementar enormemente el conocimiento en varios campos científicos, incluyendo muchas áreas de la física, nanotecnología, conversión de biocombustibles, Ingeniería Biomédica, catálisis, baterías y farmacología.

"Es muy parecido a poder viajar a un Parque Jurásico y presenciar a los dinosaurios paseando, en lugar de intentar adivinar cómo caminaban examinando un esqueleto fosilizado, "dijo Tanya Prozorov, un científico asociado en la División de Ciencias e Ingeniería de Materiales del Laboratorio Ames.

Prozorov trabaja con nanomateriales magnéticos biológicos y bioinspirados, y enfrentó lo que inicialmente parecía ser un desafío insuperable de observarlos en su ambiente líquido nativo. Ella estudia un sistema modelo, bacterias magnetotácticas, que forman nanocristales perfectos de magnetita. Para aprender mejor cómo hacen esto las bacterias, Necesitaba una alternativa al típico proceso de microscopía electrónica de manipulación de muestras sólidas al vacío. donde se estudia la materia blanda en preparada, seco, o forma vitrificada.

Por este trabajo, Prozorov recibió el reconocimiento del DOE a través de una subvención del Programa de Investigación de Carrera Temprana de la Oficina de Ciencias para utilizar técnicas de microscopía electrónica de vanguardia con un inserto de celda líquida para aprender cómo se forman y crecen los nanocristales magnéticos individuales con la ayuda de moléculas biológicas, que es fundamental para la fabricación de nanomateriales magnéticos artificiales con propiedades útiles.

Para estudiar el magnetismo en bacterias, aplicó holografía electrónica fuera del eje, una técnica especializada que se utiliza para la caracterización de nanoestructuras magnéticas en el microscopio electrónico de transmisión, en combinación con la celda líquida.

"Cuando miramos las muestras preparadas de forma convencional, tenemos que hacer muchas suposiciones sobre sus propiedades en función de su estado final, pero con la nueva técnica, ahora podemos observar estos procesos de primera mano, ", dijo Prozorov." Puede ayudarnos a comprender la dinámica de la agregación de macromoléculas, autoensamblaje de nanopartículas, y los efectos de los campos eléctricos y magnéticos en ese proceso ".

"Este método nos permite obtener grandes cantidades de información nueva, ", dijo Prozorov." Es un primer paso, demostrar que se puede realizar el mapeo de campos magnéticos en líquido a escala nanométrica con microscopía electrónica; Estoy ansioso por ver los descubrimientos que podría fomentar en otras áreas de la ciencia ".

La investigación se detalla en el documento, "Holografía electrónica fuera del eje de células bacterianas y nanopartículas magnéticas en líquido, "por T. Prozorov, T.P. Almeida, A. Kovács, y R.E. Dunin-Borkowski:y publicado en el Revista de la interfaz de la Royal Society .