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不和光反應也能成像的超高解析成像技術

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科技產業資訊室 - 王宣智 發表於 2019年8月5日

圖、不和光反應也能成像的超高解析成像技術

美國康乃爾大學在 Nature Chemistry 發表了一種突破性成像技術,透過無法以任何其它方式獲得的催化劑顆粒的重要訊息,確保和生產乾淨的水。
 
現在的影像技術是透過光的反射或物質和光產生交互作用,才能夠成像。但是在多數的化學反應中,僅一小部分的粒子在反應的過程中會產生光或與光產生反應。換言之,研究人員在觀察化學、催化反應的過程,就像是霧裡看花,只能看到少數的資訊,舉凡不與光產生反應的過程,都是無法得知。研究人員僅能從少部分的影像資訊,推測化學反應的完整樣貌。新技術能夠成像不會和光反應的奈米粒子,即非熒光的微小粒子,讓研究人員全面的了解化學或催化反應的過程。新成像技術在材料工程、奈米技術、能源科學等領域,具有潛在的重要意義。
 
研究人員使用的概念是透過熒光和非熒光反應的競爭,透過非熒光反應對於熒光反應的抑制,了解所有的反應過程。研究人員將新的成像技術命為競爭促使之高解析影像成像技術(COMPetition Enabled Imaging Technique with Super-Resolution, CCOMPEITS),新的成像技術讓研究者只要透過熒光反應的測量和繪製地圖,即可從中得到非熒光反應的相關訊息。研究人員應用這項新技術檢測水中的微污染物對氧化對苯二酚(oxidation of hydroquinone),在取得可讓污染物去毒性的釩酸鉍催化劑的影像過程,並發現了以前未知的催化劑行為。催化反應的過程是十分重要的,特別是可觀察氧化對苯二酚去毒化的過程,更進一步學習去除水環境中的污染物的方法,和檢測剩餘水中污染物的濃度。
 
COMPEITS 高解析的成像工具可應用於各類非熒光系統的成像,除了透過催化劑反應檢測水中的非熒光污染物質外,還可以描繪出未標記的蛋白質、神經傳遞物質或化學戰劑。COMPEITS 讓成像檢測技術不再受到材料性質的限制,幾乎可應用至任務的領域,透過成像,讓研究人員解析更多過去未知的反應過程。 (697字)
 

參考資料:
Superresolution Imaging Method Aids in Water Decontamination. Photonics Media,2019/7/10
New imaging method aids in water decontamination. EurekAlert,2019/7/8


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