با استفاده از میکروسکوپ تونلی روبشی «STM»، امکان تصویربرداری با رزولوشن بسیار بالا از ساختارهای پوشش یافته توسط نانوذرات نقره وجود خواهد داشت که حتی می‌تواند بخش‌های مجزای مولکول‌های سطح پوشش را نیز در آن تشخیص داد. این پیشرفت فنی، حاصل تحقیق مشترک محققین چینی و فنلاندی است که توسط پروفسور «هانو هاکینن»، از دانشگاه «Jyvaskyla»، رهبری می‌شود. یافته‌های تحقیق، در مجله «Nature Communications» انتشار یافته است و از سوی سردبیران مجله، به‌عنوان یکی از مقالات برتر ماه انتخاب شده است.

بنا بر گزارش «phys»، مطالعه ساختارهای سطحی نانوذرات در مقیاس اتمی، یکی از موارد بسیار حیاتی برای درک خواص شیمیایی، تعاملات مولکولی و عملکرد ذرات مذکور به شمار می‌رود. رایج‌ترین تکنیک‌های تصویربرداری برای این کار، «STM» و «AFM» است که در تحقیقات تجربی مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

دستیابی به رزولوشن مولکولی در تصویربرداری، با چالش‌هایی نیز همراه است. برای مثال، اختلالات محیطی، می‌تواند با تأثیر بر جابه‌جایی‌های حرارتی مولکول‌ها، بر اندازه‌گیری‌های انجام گرفته اثر بگذارد. از این نظر، پیشرفت فنی اخیر، در اندازه‌گیری سطوح زیرمولکولی ساختارهای سطحی نانوذرات را می‌توان تغییر و تحولی بزرگ در تصویربرداری ساختارهای مولکولی دانست. هاکینن در این باره می‌گوید: «این اولین بار است که تصویربرداری STM از ساختارهای سطحی نانوذرات، قادر به ثبت تصاویر مولکول‌های تکی شده است. کار محاسباتی ما، برای تأیید نتایج تجربی بسیار مهم بود؛ با این حال، ما می‌خواستیم یک قدم به‌پیش برویم و بررسی کنیم که آیا جهت‌گیری دقیق ذرات موجود در تصاویر را نیز می‌توان با استفاده از شبیه‌سازی‌ها شناسایی نمود یا خیر؟»

تیم تحقیق، برای رسیدن به این هدف، اقدام به محاسبه یک تصویر شبیه‌سازی شده «STM» از ذرات نقره در 1665 جهت مختلف نموده و یک الگوریتم تشخیص الگو، برای تعیین بهترین تصاویر منطبق بر داده‌های تجربی و مقایسه آن‌ها توسعه داده است. آن‌ها معتقدند که این اقدام خلاقانه، می‌تواند یک استراتژی مؤثر برای تصویربرداری از نانوساختارها باشد که در آینده با استفاده از الگوریتم‌های مبتنی بر هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، برای تفسیر تصاویر نانوساختارها بکار گرفته می‌شود.

مرجع: «phys»