Вчені з Національного інституту стандартів і технологій Університету штату Вірджинія виявили можливість маніпулювання нанорозмірними об'єктами за допомогою сучасних електронних мікроскопів, які дотепер дозволяли тільки дивитись на досліджувані об'єкти.

По суті, вчені створили електронну версію лазерного оптичного пінцета, що сьогодні широко використовується у біології, фізиці та хімії для роботи з мікроскопічними частинками. Але головна особливість електронного пінцета полягає у тому, що він має у тисячі разів більшу чутливість і роздільну здатність.

Потенційно він дозволить маніпулювати окремими атомами.

Оптичний пінцет був уперше описаний у 1986 році. Загалом - це невеликий, але корисний у практичному плані тиск сильно сфокусованого лазерного променя на мікрочастинку. Лазер не штовхає частинку, а скоріше тягне її до центру променя. Біохіміки, наприклад, використовують цей ефект для роботи з окремими клітинами або ліпосомами.

Можна було б очікувати, що пучок електронів електронного мікроскопа теж здатний керувати рухом мікрочастинок. Однак таке явище ніколи не спостерігалося, частково тому, що електрони занадто «метушливі» і не можуть поширюватися у повітрі на велику відстань. Тому в електронних мікроскопах використовуються вакуумні камери, в які поміщаються зразки. Народження електронного пінцета було виявлене випадково під час вивчення процесів, які відбуваються при застиганні металевого розплаву.

Дослідники спостерігали за невеликими частинками (розміром декілька сотень мікронів) алюмінієво-кремнієвого сплаву, причому у місці, де рідкий метал стикався із уже застиглим твердим. У даному районі електронний пучок викликає появу плазмонів, які можуть багато розповісти про кристалізацію металу.

Ефект електронного пінцета був несподіванкою, тому що основною метою експерименту було саме вивчення плавлення і кристалізації. Однак вчені помітили, що коли вони рухали чи змінювали кут електронного пучка, а також зрушували столик зі зразками, невелика тверда частинка вперто, як приклеєна, слідувала за пучком електронів.

Потенційно електронний пінцет може стати універсальним і цінним інструментом, що дозволяє проводити дуже тонкі маніпуляції. Це буде складним завданням, тому що для роботи електронного пінцета потрібен вакуум, але електронний пінцет на три порядки менший, ніж оптичний і близький до розміру одиночних атомів, що відкриває широкі можливості для роботи з мікрооб'єктами.

За матеріалами: rnd.cnews.ru