Los investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder han demostrado el uso del primer microscopio óptico ultrarrápido del mundo, permitiéndoles sondear y visualizar la materia a nivel atómico con una velocidad alucinante.

El microscopio óptico ultrarrápido ensamblado por el equipo de investigación es 1, 000 veces más potente que un microscopio óptico convencional, dijo el profesor de física de CU-Boulder Markus Raschke, autor principal del estudio. La tasa de "fotogramas de la imagen", o velocidad capturada por el equipo, es 1 billón de veces más rápido que un abrir y cerrar de ojos, permitiendo a los investigadores hacer en tiempo real, Películas de luz en cámara lenta que interactúan con electrones en nanomateriales, en este caso una fina película de oro.

"Esta es la primera vez que alguien ha podido sondear la materia en su escala natural de tiempo y longitud, ", dijo Raschke." Obtuvimos imágenes y medimos los movimientos de los electrones en el espacio y el tiempo reales, y pudimos convertirlo en una película para ayudarnos a comprender mejor los procesos físicos fundamentales ".

Un artículo sobre el tema aparece en la edición del 8 de febrero de Nanotecnología de la naturaleza .

La materia a veces se describe como la "materia del universo":las moléculas, átomos y partículas cargadas, o iones, que componen todo lo que nos rodea. La materia tiene varios estados, más prominentemente sólido, líquido y gas.

Según los investigadores de CU-Boulder, una serie de procesos importantes como la fotosíntesis, conversión y uso de energía, y las funciones biológicas se basan en la transferencia de electrones e iones de molécula a molécula. El equipo utilizó una técnica llamada "nanoenfoque plasmónico" para enfocar pulsos de láser extraordinariamente cortos en pequeños trozos de materia de película de oro utilizando una punta de metal del tamaño de un nanómetro.

"Nuestro estudio lleva la microscopía a nanoescala al siguiente nivel, con la capacidad de capturar imágenes detalladas que evolucionan en escalas de tiempo extremadamente rápidas, "dijo Vasily Kravtsov, estudiante de posgrado en física de CU-Boulder y primer autor del artículo.

Otros coautores de la Nanotecnología de la naturaleza El trabajo incluye al investigador postdoctoral de CU-Boulder Ronald Ulbricht y la ex investigadora postdoctoral de CU-Boulder Joanna Atkin, ahora es miembro de la facultad de la Universidad de Carolina del Norte-Chapel Hill.

"Este trabajo amplía el alcance de los microscopios ópticos, "dijo Raschke." Usando esta técnica, los investigadores pueden obtener imágenes de los procesos elementales en materiales que van desde electrodos de batería hasta células solares, ayudando a mejorar su eficiencia y vida útil ".

A diferencia de los enfoques del microscopio electrónico, la nueva técnica no requiere técnicas de vacío ultra alto y es particularmente prometedora para estudiar procesos ultrarrápidos como el transporte de carga y energía en materia blanda, incluyendo materiales biológicos, dijo Kravtsov.