Gli scienziati che hanno aperto la strada a una rivoluzionaria tecnica di microscopio 3D stanno ora descrivendo un'estensione di quella tecnologia in una nuova dimensione che promette ampie applicazioni in medicina, ricerca biologica, e sviluppo di nuovi dispositivi elettronici. I loro rapporti sulla cosiddetta microscopia elettronica ultraveloce a scansione 4-D, e una tecnica correlata, appaiono in due giornali nel Giornale della Società Chimica Americana .

Il premio Nobel per la chimica Ahmed H. Zewail e colleghi hanno spostato immagini ad alta risoluzione di oggetti nanoscala evanescenti da tre a quattro dimensioni quando hanno scoperto un modo per integrare il tempo nelle tradizionali osservazioni di microscopia elettronica. La loro tecnologia laser ha permesso ai ricercatori di visualizzare strutture 3D come un nanotubo di carbonio a forma di anello mentre si muoveva in risposta al riscaldamento, su una scala temporale di femtosecondi. Un femtosecondo è un milionesimo di un miliardesimo di secondo. Ma le informazioni 3D ottenute con quell'approccio erano limitate perché mostravano oggetti fermi, piuttosto che durante i loro movimenti naturali.

Gli scienziati descrivono come la microscopia elettronica ultraveloce a scansione 4-D e la microscopia elettronica ultraveloce a trasmissione a scansione superano tale limitazione, e consentono approfondimenti sulla struttura più interna dei materiali. I rapporti mostrano come la tecnica può essere utilizzata per studiare le dinamiche su scala atomica su superfici metalliche, e osserva le vibrazioni di un singolo nanofilo d'argento e di una nanoparticella d'oro. Le nuove tecniche "promettono di avere un'ampia gamma di applicazioni nella scienza dei materiali e nell'imaging biologico a singola particella, " loro scrivono.