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生产时间:12月3日

微观电影明星;看电子;分子的电影。

受欢迎程度

微观电影明星
利用3D打印机和扫描电子显微镜(SEM),一个小组制作了一个动画短片世界上最小的3D雕像。

定格电影,叫做《星尘奥德赛》的3D人形雕像,高300微米,接近一粒尘埃大小。

这打破了之前电影中最小人物的记录。诺基亚之前的纪录保持者是一个10毫米高的小雕像。

《星尘奥德赛》由蒂博·平萨德编剧和导演。这是一部由Darrowan刺激,Université de Franche-ComtéFEMTO-ST研究所Université布鲁塞尔自由提示实验室。的支持勃艮第大区Franche-Comté

这个微型雕像是用双光子纳米打印机打印出来的。为了逐帧拍摄这部电影,电影制作人使用了扫描电镜(SEM)。扫描电镜在真空室中产生薄膜。SEM使用了微型机器人,可以在真空中操作雕像。

看电子
能源部SLAC国家加速器实验室已经开发出技术来了吗观察电子的运动。

这项技术被称为x射线激光增强阿秒脉冲产生(XLEAP),利用280阿秒(十亿分之一秒)的x射线激光爆发。这种新方法可以在化学过程中生成电子的快照。应用领域包括生物学、化学和材料科学。

这个系统产生了一束电子束。电子被捆绑并以接近光速的速度通过线性粒子加速器。然后,它们通过一块磁铁,在那里能量被转换成x射线爆发。这反过来又使电子运动起来。系统会记录这些动作。这些快照可以串成定格动作电影。

资料来源:Greg Stewart/SLAC国家加速器实验室

“到目前为止,我们可以精确地观察到原子核的运动,但实际上驱动化学反应的更快的电子运动却被模糊了,”SLAC的科学家詹姆斯·克赖恩说。“有了这一进步,我们将能够使用x射线激光来观察电子是如何移动的,以及它是如何为接下来的化学反应奠定基础的。它推动了超快科学的前沿。”

分子的电影
一个小组做出了新的和快速的分子电影欧洲XFEL这是世界上最大的x射线激光器。

研究人员制作了一个简短的分子电影,展示了光反应性黄色蛋白质的部分结构。该序列从100飞秒(fs)到100皮秒(ps)不等。fs是千万亿分之一秒,ps是万亿分之一秒。

分子薄膜属于时间分辨晶体学的范畴。这利用了x射线晶体学,它可以确定晶体的分子结构。这项技术为分子如何工作、如何与药物反应以及相关应用铺平了道路。

分子电影并不新鲜。一些设备可以使用x射线来生成分子和其他原子级粒子的快照。但许多设备无法揭示分子过程的细节。

欧洲的XFEL设备可以制作比以往更多帧的分子电影。欧洲XFEL是一个国际研究机构,由一个巨大的地下超导线性加速器组成。它装有自由电子x射线激光器。该系统以每秒27,000次的速度产生超短x射线闪光。

在该设施中,有各种各样的站进行实验和成像的样品。在这个实验中,研究人员使用了SPB/SFX仪器。

该系统会发射短时间的x射线。一个短激光脉冲激发晶体蛋白质。数据由检测器记录在系统中。激光脉冲会破坏晶体。然后,使用新的晶体重复这一过程。根据欧洲XFEL的说法,“预定义的延迟也被改变了,以便在整个反应过程中探索不同的时间点。”“反应过程中一系列时间点上发生的动态和结构变化的信息可以拼凑在所谓的分子电影中。”

马里乌斯·施密特,一位教授威斯康星大学密尔沃基分校研究负责人说:“欧洲XFEL产生的极短而明亮的x射线脉冲使我们有可能研究生物过程的最小细节。想象一部只有三帧的速降滑雪比赛的电影。这将告诉你比赛是如何开始和结束的,给你一个滑雪者的形象,以及山上某处的风景,但仅此而已。然而,一部包含更多帧的电影会详细跟踪比赛,信息量会大得多。现在我们了解了如何利用欧洲XFEL x射线脉冲来收集大量数据,以生成详细的分子电影,我们非常兴奋地看到现在可能出现哪些难以想象的见解。”



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