Atome bald in 3D?

Durch den Einsatz von Magnetresonanzkraft-Mikroskopie (MFRM) haben die IBM- Wissenschaftler eine zweidimensionale Abbildung von Objekten in einer Größe von nur 90 Nanometern demonstriert. Dies ist ein wichtiger Fortschritt auf dem Weg zur dreidimensionalen Abbildung von Objekten im atomaren Größenbereich. Eine solche Bildtechnik könnte ein besseres Verständnis beispielsweise der Funktionsweise von Proteinen fördern. Dies könnte auch zu einer effizienteren Entwicklung von Medikamentenwirkstoffen führen, so IBM.

MFRM ermöglicht nach Angaben der Forscher eine Bilddarstellungsempfindlichkeit, die bis zu 60.000 mal besser ist als die gegenwärtiger Magnetresonanz-Bildtechnologie (MRI). Um dieses Ergebnis zu erzielen, haben die Wissenschaftler spezielle magnetische Spitzen für ihr Mikroskop entwickelt, und damit dessen Fähigkeit optimiert, den ultraschwachen Magnetismus von Atomkernen zu messen und zu beeinflussen. Konventionelle medizinische MRI arbeitet in einer Größenordnung, die mindestens eintausendmal "gröber" ist.

Viele Anwendungsmöglichkeiten

Dieses Ergebnis könnte, so die Forscher in der aktuellen Ausgabe von Nature Nanotechnology auch einen großen Effekt auf die künftige Untersuchung und Entwicklung von Materialien haben - angefangen von Proteinen über Pharmazeutika bis hin zu integrierten Schaltkreisen.

Für die Nutzung vieler Materialien ist ein detailliertes Verständnis ihrer atomaren Struktur essentiell. Mit dem jüngsten Durchbruch ist das Team jetzt in der Lage, Bilder mit einer Auflösungsuntergrenze von nur 103 Atomen aufnehmen zu können. Ein Nanometer entspricht einem Milliardstel Meter, das ist eine Länge, in die etwa fünf bis zehn Atome in einer Reihe passen.

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