18 февраля 2020, вторник, 01:02
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

21 января 2020, 13:00

Ученые объединили сверхскоростную фотокамеру и фазово-контрастный микроскоп

Ученым удалось заснять распространение ударной волны от прохождения луча лазера через воду
Ученым удалось заснять распространение ударной волны от прохождения луча лазера через воду
Caltech

Профессор Калифорнийского технологического института Лихун Ван (Lihong Wang) и его коллеги представили свою новую разработку, которая представляет собой сочетание сверхбыстрой камеры, способной делать триллион снимков в секунду, и фазово-контрастного микроскопа. Такая техника позволяет получать изображение прозрачных объектов и даже таких невидимых явлений, как ударная волна или импульс, проходящий по нейронам. Новую технологию Лихун Ван предлагает назвать фазочувствительной сжатой сверхбыстрой фотографией.

Чуть более года назад стало известным другое изобратение Лихун Вана — сверхскоростная камера со скоростью съемки в 10 триллионов кадров в секунду. Целью дальнейшей работы ученого стал метод, который дал бы возможность снимать прозрачные объекты, так как именно это требуется во многих биологических исследованиях на живых клетках. Чтобы решить эту задачу, Лихун Ван объединил высокоскоростную систему фотосъемки с давно известной технологией фазово-контрастной микроскопии.

 
Фото: Caltech

Фазово-контрастную микроскопию в 1930-е годы изобрел нидерландский физик Фриц Цернике и получил за нее Нобелевскую премию по физике в 1953 году. С ее помощью можно без предварительного окрашивания исследовать тонкие среды биологических тканей, клетки в живых культурах, внутриклеточные органеллы, микроорганизмы и другие объекты. Метод основан на том, что прозрачные структуры хотя и не дают изменений в амплитуде волн отражаемого света (то есть в его интенсивности), зато изменяют фазу прошедших световых волн. Фазово-контрастный микроскоп преобразует не различимые человеческим глазом фазовые изменения в видимые изменения в амплитуде.

«Мы адаптировали стандартную фазово-контрастную микроскопию, чтобы она обеспечивала очень быструю визуализацию, которая позволяет нам отображать сверхбыстрые явления в прозрачных материалах», — говорит Лихун Ван. В новой статье Ван и его коллеги демонстрируют возможности технологии на примере визуализации распространения ударной волны в воде и лазерного импульса, проходящего через кристаллический материал.

 
Лазерный импульс проходит через кристаллический материал. Фото: Caltech

По мнению создателей, пока метод находится на ранней стадии своего развития, но в конечном итоге он может найти применение во многих областях физики, химии и биологии. «Когда сигналы проходят через нейроны, мы надеемся увидеть небольшое расширение нервных волокон. Если у нас есть сеть нейронов, возможно, мы сможем увидеть их связь в реальном времени, — говорит Лихун Ван. — Кроме того, поскольку температура, как известно, изменяет фазовый контраст, система может быть способна изобразить, как фронт пламени распространяется в камере сгорания».

Изобретение Лихун Вана и его коллег описано в статье в журнале Science Advances.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.