Uma equipe de pesquisa liderada por um cientista do Laboratório Ames do Departamento de Energia dos EUA demonstrou pela primeira vez que os campos magnéticos de células bacterianas e nanoobjetos magnéticos em líquido podem ser estudados em alta resolução usando microscopia eletrônica. Esta capacidade de prova de princípio permite a observação em primeira mão dos fenômenos do ambiente líquido, e tem o potencial de aumentar muito o conhecimento em vários campos científicos, incluindo muitas áreas da física, nanotecnologia, conversão de biocombustíveis, Engenharia Biomédica, catálise, baterias e farmacologia.

"É como viajar para um Parque Jurássico e testemunhar dinossauros andando por aí, em vez de tentar adivinhar como eles andaram examinando um esqueleto fossilizado, "disse Tanya Prozorov, um cientista associado na Divisão de Ciências e Engenharia de Materiais do Ames Laboratory.

Prozorov trabalha com nanomateriais magnéticos biológicos e bioinspirados, e enfrentou o que inicialmente parecia ser um desafio intransponível de observá-los em seu ambiente líquido nativo. Ela estuda um sistema modelo, bactérias magnetotáticas, que formam nanocristais perfeitos de magnetita. Para melhor aprender como as bactérias fazem isso, ela precisava de uma alternativa para o processo típico de microscopia eletrônica de manipulação de amostras sólidas no vácuo, onde a matéria mole é estudada na preparação, seco, ou forma vitrificada.

Para este trabalho, Prozorov recebeu o reconhecimento DOE por meio de uma concessão do Programa de Pesquisa em Início de Carreira do Office of Science para usar técnicas de microscopia eletrônica de ponta com uma inserção de célula líquida para aprender como os nanocristais magnéticos individuais se formam e crescem com a ajuda de moléculas biológicas. o que é crítico para fazer nanomateriais magnéticos artificiais com propriedades úteis.

Para estudar o magnetismo nas bactérias, ela aplicou holografia eletrônica fora do eixo, uma técnica especializada que é usada para a caracterização de nanoestruturas magnéticas no microscópio eletrônico de transmissão, em combinação com a célula de líquido.

"Quando olhamos para as amostras preparadas de forma convencional, temos que fazer muitas suposições sobre suas propriedades com base em seu estado final, mas com a nova técnica, agora podemos observar esses processos em primeira mão, "disse Prozorov." Isso pode nos ajudar a entender a dinâmica da agregação de macromoléculas, automontagem de nanopartículas, e os efeitos dos campos elétricos e magnéticos nesse processo. "

"Este método nos permite obter grandes quantidades de novas informações, "disse Prozorov." É um primeiro passo, comprovar que o mapeamento de campos magnéticos em líquido em escala nanométrica com microscopia eletrônica poderia ser feito; Estou ansioso para ver as descobertas que ele pode promover em outras áreas da ciência. "

A pesquisa é detalhada no artigo, "Holografia eletrônica fora do eixo de células bacterianas e nanopartículas magnéticas em líquido, "por T. Prozorov, T.P. Almeida, A. Kovács, e R.E. Dunin-Borkowski:e publicado no Interface do Jornal da Royal Society .