IBM доводит технологию МРТ до наноуровня

Исследователи IBM впервые продемонстрировали методы магнитно-резонансной томографии (МРТ) для визуализации объектов нанометрового масштаба. Это достижение — важная веха на пути к созданию микроскопа, способного «видеть» отдельные атомы в трех измерениях.

Ключевое достижение

С помощью магнитно-резонансной силовой микроскопии (MRFM) ученые IBM получили двумерные изображения объектов размером всего 90 нанометров. Это значительный шаг к трехмерной визуализации с атомарным разрешением.

Преимущества технологии

• Чувствительность MRFM в 60 000 раз выше, чем у современных технологий МРТ.
• Технология использует силовое детектирование, чтобы преодолеть ограничения обычной МРТ и обнаруживать структуры, которые иначе были бы слишком малы.
• Для этого команда разработала специальные магнитные наконечники для микроскопа, способные манипулировать и улавливать очень слабый магнетизм атомных ядер.
• Теперь для создания изображения требуется всего 10³ атомов, в отличие от 10⁸ атомов, необходимых для стандартной МРТ.

Потенциальное применение

• Изучение белков и разработка лекарств: Прямая визуализация атомной структуры белков может привести к прорыву в структурной молекулярной биологии и ускорить создание новых препаратов.
• Наноэлектроника: Знание точного расположения атомов в наноэлектронных структурах улучшит понимание процессов производства и работы устройств.
• Материаловедение: Технология может оказать большое влияние на изучение материалов, где понимание атомной структуры критически важно (фармацевтика, интегральные схемы и др.).

Контекст

Обычная медицинская МРТ работает как минимум в 1000 раз менее детально (самая специализированная МРТ-микроскопия ограничена ~3 микрометрами или 3000 ннометрами). Исследования IBM в области MRFM ведутся более десяти лет.

Работа «Nuclear magnetic resonance imaging with 90-nm resolution» опубликована в выпуске журнала Nature Nanotechnology от 22 апреля.