«Это очень похоже на возможность отправиться в Парк Юрского периода и увидеть, как динозавры ходят вокруг, вместо того, чтобы пытаться угадать, как они ходили, исследуя окаменелый скелет», – сказала Таня Прозорова, младший научный сотрудник Отдела материаловедения и инженерии лаборатории Эймса.
Прозоров работает с биологическими и биоинспирированными магнитными наноматериалами и столкнулся с непреодолимой проблемой – наблюдать за ними в их естественной жидкой среде.
Она изучает модельную систему, магнитотактические бактерии, которые образуют идеальные нанокристаллы магнетита. Чтобы лучше понять, как это делают бактерии, ей нужна была альтернатива типичному процессу электронной микроскопии, когда твердые образцы обрабатываются в вакууме, когда мягкое вещество изучается в подготовленной, высушенной или застеклованной форме.
За эту работу Прозоров получил признание Министерства энергетики США в рамках гранта Программы исследований ранней карьеры Управления науки на использование передовых методов электронной микроскопии со вставкой жидких клеток, чтобы узнать, как отдельные магнитные нанокристаллы формируются и растут с помощью биологических молекул, что является критически важен для создания искусственных магнитных наноматериалов с полезными свойствами.
Для изучения магнетизма у бактерий она применила внеосевую электронную голографию, специальный метод, который используется для характеристики магнитных наноструктур в просвечивающем электронном микроскопе в сочетании с жидкостной ячейкой.
«Когда мы смотрим на образцы, приготовленные обычным способом, мы должны сделать много предположений об их свойствах, основанных на их конечном состоянии, но с новой техникой мы теперь можем наблюдать эти процессы из первых рук», – сказал Прозоров. "Это может помочь нам понять динамику агрегации макромолекул, самосборки наночастиц и влияние электрических и магнитных полей на этот процесс."
«Этот метод позволяет нам получать большие объемы новой информации», – сказал Прозоров. «Это первый шаг, доказывающий, что картирование магнитных полей в жидкости в нанометровом масштабе с помощью электронной микроскопии может быть выполнено; я с нетерпением жду открытий, которые он может способствовать в других областях науки."