ENGINEERINGNET.BE - Elektronenmicroscopen zijn in staat om voorwerpen tot een miljoen keer te vergroten, waardoor je tot op bijna moleculair niveau de structuur van weefsel of materialen kunt bekijken.
Omdat het apparaat zo gedetailleerd te werk gaat, is het in kaart brengen van kleine voorwerpen modern monnikenwerk. Onderzoeker Jacob Hoogenboom van TU Delft en zijn team hebben nu een truc bedacht om dit proces met een factor twintig te versnellen.
“Door een voltage op de samplehouder aan te brengen remmen we de inkomende elektronen af, en versnellen we de uitgaande elektronen juist”, legt hij uit. “Door die versnelling komen de elektronen met meer energie op de detector, waardoor ze meer signaal genereren en er dus relatief minder ruis is. Dat zorgt ervoor dat het apparaat efficiënter meet.”
De onderzoekers kwamen op het idee door een ander, fundamenteel onderzoeksproject. Daarbij proberen ze te achterhalen welke chemische reacties elektronen bij verschillende energieën aangaan met de materialen die ze meten.
“Het doel is om die reacties zoveel mogelijk te beperken, want je wil niet dat wat je meet verandert terwijl je het meet”, aldus Hoogenboom. “Om de energie van de elektronen aan te passen, experimenteerden we ook met het aanbrengen van een elektrisch potentiaal op het preparaat. Tijdens een onderlinge discussie daarover realiseerden we ons dat je zo’n potentiaal ook kunt gebruiken om tijd te winnen bij het maken van een afbeelding.”
Het mooie van de Delftse truc is dat er geen ingewikkelde ingrepen voor nodig zijn: iedereen met een scannende-elektronenmicroscoop kan ‘m toepassen. Hoogenboom: “In de meeste elektronenmicroscopen is het standaard mogelijk om een voltage aan te brengen op de samplehouder.”
“Normaal gesproken gebruiken mensen die optie om verstrooide elektronen met hoge energie te scheiden van die met een lagere energie, zodat je alleen het nuttige signaal overhoudt. Wat niemand zich tot nu toe gerealiseerd had, is dat je er ook zoveel sneller mee kunt detecteren.”
Op de figuur boven:
Twee beelden van een HeLa-cel, allebei opgenomen in 33,6 seconden. Bij het maken van het rechterbeeld werd een voltage op de houder van het preparaat aangebracht.
