Реалізоване фільмування руху молекул зі швидкістю 1600 FPS (відео)

При дослідженні мікроскопічного світу на атомарному або молекулярному рівні поряд з проблемою малих розмірів досліджуваних об’єктів, виникають труднощі, пов’язані з високими швидкостями відбуваються в мікросвіті процесів. Розв’язувати останню проблему спробували вчені з Токійського університету, знявши рух молекул з використанням передової технології відеознімання зі швидкістю 1600 FPS.

Якість знімання статичних об’єктів регламентується тільки роздільною здатністю матриці камери або кількістю пікселів. Однак при відеозйомці, якість зображення рухомих об’єктів залежить від швидкості зйомки, збільшення якої дозволяє реєструвати найменші деталі надшвидких процесів. Раніше при вивченні руху молекул вчені застосовували трансмісійне електронну мікроскопію (TEM), що дозволяє працювати зі швидкістю 16 кадрів в секунду і швидкі процеси, що відбуваються за соті частки секунди, не фіксувалися.

Нове дослідження використовувало додатково до TEM спеціальну камеру DED (Direct Electron Detection), що забезпечує швидкість зйомки в 1600 FPS. При цьому вчені зіткнулися з проблемою підвищення власних шумів електронного приладу, що вимагало подальшого поліпшення відео з використанням спеціальних алгоритмів.

При дослідженні була зняті молекули фулеренів, які складаються з 60 атомів вуглецю. Використання так званого «тимчасового дозволу» відео при зйомці поки не доступно в режимі реального часу, так як вченим доводиться обробляти файли для усунення електронних шумів.