原子を見る
ナノテクノロジーは、物質の粒子をナノメートル(nm)以上に”見る”ツールが開発されているため、部分的に可能です。 それはメートルの億分の一よりも少ないです。
ナノテクノロジーのアイデアが1960年代に開発されたとき、それはちょうどそれでした–アイデア。 科学者たちはナノテクノロジーを実現させるために多くのことをすることができませんでした。 そこで、ある意味では、顕微鏡の開発とともにナノテクノロジーが進歩してきました。
光学顕微鏡
光学(光)顕微鏡は長年にわたって存在してきました。 あなたは、現代の光学顕微鏡で2000倍以上の倍率を得ることができます。 これは、植物や動物の細胞の内部を見るのに十分ですが、あまり詳細ではありません。 主な制限は光の波長です。 実際には、多くのナノスケールの物体は非常に小さく、それらに向けられた光が失われるので、私たちが見るために反射されません。 これは、300nm未満の物体が光学顕微鏡下で歪んでいることを意味します。
電子顕微鏡
物事をより拡大するために、新しいツールが開発されました。 これは、電子顕微鏡の発明で、1931年に来ました。 電子のビームは、サンプルに焦点を当てています。 彼らはそれを打つとき、彼らは散乱され、この散乱は、画像を再作成するために使用されます。 電子顕微鏡は、細胞内の詳細の多くを見るのに十分な、500,000回以上のものを拡大するために使用することができます。 電子顕微鏡にはいくつかの種類があります。 透過型電子顕微鏡は、ナノ粒子および原子を見るために使用することができる。
科学の性質
科学の歴史の多くの発展は、科学者のニーズを満たすための新しいツールの開発のために起こっています。 顕微鏡検査は良い例です。 顕微鏡の歴史は、特定のニーズを満たすために物事を開発する技術の古典的なプロセスに続いています。
走査プローブ顕微鏡
原子を詳細に見るためには、光や電子のビームに依存しないツールが必要でした。 これは1980年代に、走査型プローブ顕微鏡の開発に伴って来た。 あなたが表面の上に指を実行すると、紙やカーペットを言う、あなたはそれがどのように滑らかまたは粗い伝えることができます。 走査型プローブ顕微鏡は、同様の機械的方法で動作しますが、ナノスケールの”指”を使用しています。
わずかに異なる方法で動作する走査プローブ顕微鏡の異なる種類があります:
- 原子間力顕微鏡は、サンプル表面を横切ってドラッグされ、非常に 先端は原子の上に上昇し、その間の空間に落ちる。 立ち上がりと立ち下がりは非常に小さいので、動きを記録するためにレーザーが使用されます。 コンピュータは、原子の3D画像を生成するために情報を使用しています。 光学顕微鏡のように接眼レンズを通してではなく、コンピュータの画面上に画像が表示されます。
- 走査型トンネル顕微鏡は、プローブ先端と試料表面上の原子との間の電流の変化を測定する。
- 磁力顕微鏡では、先端は原子レベルで表面の磁気構造の変化を感知します。
これらの走査プローブ顕微鏡は、科学者が待っていたツールでした。 ナノテクノロジーは今離陸しました。 原子を見ることができるだけでなく、顕微鏡の先端を使用して個々の原子を暗礁させ、それらを動かすことができることが分かった。 科学者たちは、文字やスマイリーの顔など、いくつかの原子から画像を作ることができました。 もっと真剣に、この新しいツールは、いくつかのナノテクノロジーの夢の一つで作業を開始することが可能であったことを意味しました–ナノスケールオブジ
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活動のアイデア
様々な顕微鏡の機能を探索し、科学者が顕微鏡が最善であるこの活動で彼らの研究に使用するものを選択する方法を学 これは、インタラクティブな顕微鏡を使用していますか?
便利なリンク
イリノイ大学のVirtual MicroscopesのウェブサイトからVirtual Labをダウンロードした後、光、走査電子、原子間力顕微鏡から90個の画像を探 フォーカス、倍率、コントラストなどを操作したり、測定を行ったりすることもできます。 ホームページには、さまざまな種類の顕微鏡がどのように機能するかのアニメーションもあります。p>
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