Исследовательской группе из Национальной лаборатории имени Эймса американского Министерства Энергетики впервые в истории науки удалось составить карту магнитных полей, вырабатываемых клетками живых бактерий и магнитными нанообъектами, помещенными внутрь жидкости. Эта карта, имеющая высокую разрешающую способность, была получена при помощи технологии электронной микроскопии и использование этой технологии может существенно расширить наши знания во многих областях физики, нанотехнологий, биоинженерии, материаловедения и фармакологии.

«Возможность проведения наблюдений за магнитным полем наноразмерных объектов походит на возможность поездки в парк юрского периода и изучения живых динозавров вместо выдвижения предположений на основе изучения окаменелых останков» — рассказывает Таня Прозорова (Tanya Prozorov), ведущий исследователь.

Исследовательская группа Прозоровой уже давно работает с биологическими и биовдохновленными магнитными наноматериалами. Одним из объектов пристального внимания ученых являются магнитные бактерии, которые в процессе своей жизнедеятельности формируют идеальные кристаллы минерала магнетита, а целью данных исследований является разработка новых технологий производства экзотических магнитных материалов. Однако, для детального изучения деятельности бактерий ученые нуждались в аналоге технологии электронной микроскопии, которая обычно работает с твердыми объектами, помещенными в вакуум.

Палочкой-выручалочкой для ученых в данном случае стала технология так называемой безосевой электронной голографии (off-axis electron holography), технология, которая используется для изучения магнитных наноструктур при помощи просвечивающего электронного микроскопа. Только в данном случае эта технология была адаптирована для работы с жидкой средой, внутрь которой были помещены живые микроорганизмы.

«Когда мы изучаем биологические образцы при помощи традиционных технологий, мы можем выдвигать множество предположений об их свойствах, основываясь на полученных данных» — рассказывает Прозорова, — «При помощи нового метода мы можем наблюдать за всеми процессами напрямую, и мы можем видеть непосредственно динамику скоплений макромолекул, процессы самосборки магнитных наночастиц и эффекты влияния на все это электрических и магнитных полей».

Как уже упоминалось выше, данная технология, позволяющая составлять карты распределения магнитных полей в жидкости с нанометровой разрешающей способностью, может быть использована в самых различных областях науки и техники. Помимо перечисленных в самом начале областей, данная технология может обеспечить прорывы в области производства биотоплива, синтеза биологических материалов и многого другого.