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       相信你就算沒玩過《糖豆人：終極淘汰賽》，也肯定對其中可愛暖萌的糖豆人有印象。憨憨的動作、胖軟的身體、有趣的四肢，它的形象得到了許多人的喜愛。可是昨天官方帳號又發布了一條「陰間」設定，讓很多玩家哭笑不得。        官方表示，雖然糖豆們看起來頭禿禿的，但其實他們是有頭發的，只是太短了。下圖是顯微鏡下的樣子，看起來是不是感到有點生理不適了呢...玩家們當然不會買帳，有網友評論說：「現在刪除這條推文還不晚！」        這不是官方第一次發布奇葩設定了。早在之前，糖豆人骨骼結構圖就打破了無數玩家的幻想。這眼睛是認真的嗎？這還是遊戲里可可愛愛的小糖豆嗎？ 來源：遊俠網

タカラトミーのトランスフォーマートイ「SS（スタジオシリーズ）」は、トランスフォーマー歴代映畫の人気キャラクターたちのロボットモード時のスケールを統一、最新デザインで商品化している完全変形フィギュアシリーズです。 「SS-75 パーセプター」は、オートボットの科學者兼発明家であるパーセプターの勇姿を再現した完全変形フィギュア。初代アニメ『戦え！超ロボット生命體 トランスフォーマー』での活躍（トランスフォーマーが地球に適合できる最良の方法を研究していた）も印象深いパーセプターですが、今回は1986年に公開された長編アニメ作品『TRANSFORMERS THE MOVIE』からの商品化。もちろん、ロボットモードから顕微鏡モードへ余剰パーツなしでトランスフォームします。 ロボットモードはフルポーザブル仕様なので、劇中での活躍シーンをイメージしたさまざまなポージングが楽しめます。左肩のライトキャノン（顕微鏡の筒にあたる部分で劇中設定ではレンズからビームを放つことが可能）の角度を変えたり、付屬の専用武器を取り付けることもできます。 ライトキャノンを活かしたビークルモード（タンク形態）に変形することも可能です。 『TRANSFORMERS THE MOVIE』の世界観を再現して楽しめるタカラトミーの「スタジオシリーズ」。気軽に遊んで飾って楽しめるトランスフォーマートイのコレクションに最適なシリーズです。 DATA トランスフォーマー SS-75 パーセプター セット內容：パーセプター本體×1、武器×1、取扱説明書×1 対象年齢5歳以上 発売元：タカラトミー 価格：3,520円（稅込） 2021年11月5日予約受付開始 2022年4月下旬発売予定 ※畫像は試作品の為、最終仕様と形狀、カラーリングが異なる場合があります。 (C)ＴＯＭＹ 來源：78動漫

佳士得拍賣行定於12月15日在英國首都倫敦拍賣英國已故生物學家查爾斯·達爾文使用過、後來在達爾文家族中傳了將近200年的一台顯微鏡。這台顯微鏡預估成交價在25萬至35萬英鎊（約合221萬至310萬元人民幣）。 據路透社16日援引佳士得拍賣行提供的信息報導，這台顯微鏡大約在1825年前後由英國鳥類學家約翰·古爾德之子、地質測量師查爾斯·古爾德為一家公司設計，是現存與達爾文有關的6台顯微鏡之一。顯微鏡製造時間與達爾文研究珊瑚、海葵等植蟲類的時間相吻合。 顯微鏡後來被達爾文送給第四個兒子萊昂納德，由達爾文家族擁有接近200年。 佳士得拍賣行科學儀器、地球和自然歷史部門負責人詹姆斯·希斯洛普說：「1858年，達爾文在寫給長子（威廉）的一封很棒的信中說，年輕的萊昂納德正在顯微鏡下解剖，他對我說，『爸爸，我一生都應該為此感到高興』。達爾文在舉世聞名前能有這樣的家庭關系真不錯。」 達爾文1859年發表著作《物種起源》，對世界產生巨大影響。 希斯洛普說：「查爾斯·達爾文是科學史上最偉大的人物之一，收藏與他相關物品的人在廣度上堪稱國際化。」 來源：cnBeta

當涉及到檢測疾病時，現代顯微鏡是一個令人難以置信的強大工具，但通常被研究的生物材料需要被染色或染色以揭示其秘密。這可能會改變樣本的特性導致誤診，但澳大利亞拉籌伯大學的科學家開發的一種新的顯微鏡載玻片，避開了這個問題，他們已經用它來檢測乳腺癌，作為一項早期試驗的一部分。 領導這個項目的拉籌伯大學阿貝教授說："目前的組織成像方法往往依賴於對細胞進行染色或標記，以便使它們在顯微鏡下可見。即使有了染色或標記，病理學家檢測癌細胞也是一種挑戰，有可能使一些樣本被誤診，特別是在疾病的早期階段。" Abbey的團隊著手提供大部分透明和幾乎不可見的生物結構和細胞的彩色視角，無需染料和染色劑的幫助。為了做到這一點，研究人員在納米尺度上修改了傳統顯微鏡載玻片的表面，使他們能夠將與材料的電場有關的非常微小的變化轉化為"引人注目的"顏色對比。 Abbey說："納米技術的最新突破使我們能夠操縱光與生物組織的相互作用，從而使異常細胞看起來與健康細胞具有不同的顏色。"將我們的幻燈片中的圖像與傳統的染色法相比較，就像看彩色電視，而你之前看到的都是黑白的。" 科學家們把他們的新工具稱為NanoMslide，用於診斷早期乳腺癌的試驗。這些試驗是在小鼠和人體組織上進行的，幻燈片使研究人員能夠輕易地將癌細胞與正常健康的組織區分開來。 "當我第一次在顯微鏡下觀察NanoMslide上的組織時，我感到難以置信的興奮，"研究作者Belinda Parker副教授說。"我第一次看到癌細胞突然出現在我面前。它們的顏色與周圍的組織不同，而且很容易將它們與周圍的細胞區分開來"。 科學家們設想，隨著進一步的工作，該技術可以成為一般染色的補充工具，或者有可能作為一種新的替代方法。最終，希望它能使癌症的診斷更加一致，該團隊現在正努力通過一家名為Allesense的分拆公司實現商業化。 根據對NanoMslide的初步研究結果，這個平台在早期乳腺癌診斷中非常有用，而且在其他癌症中也非常有用，哪怕目的是只是想在復雜的組織或血液樣本中找到幾個癌細胞。 這項研究發表在《自然》雜誌上。 來源：cnBeta

據媒體報導，美國能源部（DOE）阿貢國家實驗室的科學家們發現，當接近石墨烯的邊緣時，黃金的納米粒子會有不同尋常的表現。這可能對開發新的傳感器和量子設備有很大影響。 ...

如果想要欣賞星空的絢爛，最好是選擇在遠離城市光污染並且沒有月光的夜晚。在顯微鏡這種極小尺度上的觀測也是同理：在完全黑暗的條件下更容易觀察一些模糊的物體。近日，浙江大學化學系馮建東研究員團隊發明了一種直接可以對溶液中單分子化學反應進行成像的顯微鏡，並實現了超高時空分辨成像。 該團隊的相關研究成果作為封面論文刊登在剛剛出版的國際頂級期刊《自然》上，論文第一作者是浙江大學化學系博士生董金潤和博士後盧禹先；論文通訊作者是浙江大學化學系馮建東研究員。 據介紹，這種方法摒棄了常規單分子顯微術基於螢光的方法，利用單分子電致化學發光反應的直接寬場成像，不需要光源激發，讓背景幾近於零，創造了一個更好觀察的黑暗的「宇宙」。該技術在化學成像和生物成像領域具有重要的應用價值，允許看到更清晰的微觀結構和細胞圖像，有望在化學測量和生物成像等領域產生重要影響。 隨著科技的發展，雖已有單分子螢光顯微鏡技術、冷凍單分子電鏡技術等諾貝爾獎級別的成果問世，觀察、操縱和測量最為微觀的單分子化學反應仍是科學家面對的長久挑戰。據馮建東介紹，單分子化學反應伴隨的光、電、磁信號變化非常微弱，而且化學反應過程和位置具有隨機性，很難控制和追蹤。 教科書上的化學反應以單分子形式進行概念描述，但實驗中得到的卻是大量分子的平均結果，無法精準確定溶液中每個反應分子的位置和時間。為此，馮建東團隊進一步瞄準在電極表面產生的一種化學發光反應，自主發明了一套超級顯微鏡，將電壓施加、電流測量、光學成像等功能同步在一起，利用時間和空間孤立技術，成功「捕捉」到了單分子反應後產生的發光信號。 「從空間上通過不斷稀釋，控制溶液中的分子濃度實現單分子空間隔離。」論文第一作者、浙江大學化學系博士生董金潤說，這就好比一滴藍色墨水溶解於一瓶清水中，還可以看出是藍色的；如果溶解在一片湖泊中，就看不出顏色了——也就是說，分子在空間上分隔得更開、更孤立了。「時間上的隔離，我們通過快速照片採集，最高在1秒內拍攝1300張，消除鄰近分子間的相互干擾。」 已經抓拍到不停「逃竄」的單分子，又該如何進行系統成像呢？受到螢光超分辨顯微鏡的啟發，浙江大學研究者利用通過空間分子反應定位的光學重構方法，突破光學衍射極限，實現了成像。這就好比當人們夜晚抬頭看星星時，可以通過星星的「閃爍」將離得很近的兩顆星星區分開一樣。通過空間上的發光位置定位，再把每一幀孤立分子反應位置信息疊加起來，最終構建出化學反應位點的「星座」。 該研究團隊進而將技術應用於生物細胞顯微成像，以細胞的基質黏附為對象，對其進行單分子電致化學發光成像，觀察其隨時間的動態變化，成像結果與螢光超分辨成像可關聯對比，其解析度也可與螢光超分辨成像相媲美。 馮建東表示，因其不需要標記細胞結構所展現出的潛在友好性，意味著這一新型化學顯微鏡可以運用到更廣范圍。未來可能在單分子水平揭示更多化學奧秘，也有助於揭示更為清晰的生物結構和看清生命基本單位細胞是如何工作的。 來源：cnBeta

下面這組照片是科學家藉助高解析度顯微鏡拍攝的放大照片，讓我們來見識一下神奇的微觀世界吧 顯微鏡下你沒見過的世界，可能將要顛覆您的想像。 被放大的雪花 蝴蝶卵放大7.5倍後的效果，看上去就像長著絨毛的小燈籠 糖晶體表面 人的汗水——竟然有這麼多微生物 放大的天然瑪瑙 靈長類黃斑（視網膜中央區域） 顯微鏡下的鬱金香細胞 ​維生素C 看起來五彩繽紛的灰塵。 一滴冷凍普通蘋果汁 人類神經叢原始腦細胞 兩天大的斑馬魚幼蟲 我們的眼睫毛。 海參的皮膚放大100倍後的照片。 雲杉的一根針  硫晶體 這是結晶水的樣子 鎮痛解熱藥撲熱息痛 植物中的葉綠體 一塊珊瑚化石的表面 來源：遊民星空

麻省理工學院的科學家們開發了一種新的顯微鏡技術，可以更快地對更深的組織進行更精細的成像。這項新技術提供了獲得大腦內血管和神經元的高解析度圖像的機會。通常情況下，為了創建腦組織等組織的高解析度三維圖像，科學家們會傾向於使用雙光子顯微鏡。 該技術涉及將高強度的雷射對准標本以誘發螢光激發。問題是，使用這種技術掃描大腦深處可能很困難，因為光在深入時從組織上散射，導致圖像模糊。雙光子成像也是非常耗時的，需要一次一次地激發各個像素。來自麻省理工學院和哈佛大學的研究人員開發了一種改良版的雙光子成像，可以在組織內更深的地方成像，同時比目前的方法更快地進行成像。 該團隊認為他們的新成像方法可以讓科學家們更快地獲得大腦中的血管和單個神經元的高解析度圖像。該團隊修改了進入組織的雷射束，使他們能夠比過去的技術更深入並進行更精細的成像。 麻省理工學院希望開發一種方法，允許一次對大量組織樣本進行成像，同時保持逐點掃描所提供的高解析度，隨後他們想出了一種方法來操縱照射到樣本上的光線。他們的突破在於使用了一種廣域顯微鏡，將光平面照射到組織上，但光的振幅被修改，使研究人員能夠在不同時間打開或關閉每個像素。一些像素被點亮，而附近的像素則保持黑暗，形成一個預先設計好的圖案，可以在組織的散射光中檢測到。在獲得原始圖像後，使用研究人員創建的計算機算法對獲得的每個像素的結果進行重構。 該技術允許對肌肉和腎髒組織的切片進行約200微米深的成像。它還能夠對小鼠的大腦進行約300微米的成像。這是在不使用模式化激發和計算機算法重建圖像情況下的兩倍深度。該技術還能夠在產生影像時比傳統雙光子顯微鏡快100至1000倍。 來源：cnBeta

依據眼淚不同的來源，科學上眼淚基本分為三種：基本眼淚，為了保持眼睛的濕潤而流出的；反射眼淚，因洋蔥汁液或者眼睛被戳等受到刺激時流出的；情感眼淚，因觸動了某種情緒而流出的。 一名來自荷蘭的科學家兼攝影師Maurice Mikkers某一天心血來潮，想看看顯微鏡下的眼淚是什麼樣子。於是他決定和一些朋友開始了這次拍攝眼淚的實驗。 眼淚的成分98.2%都是水，不過其中還會有少量無機鹽和蛋白體，還有溶菌酶、免疫球蛋白A、補體系統等其他物質。而由於鹽分為結晶體，因此在顯微鏡下的眼淚，看來就跟雪花近似。 「我花一晚上的時間對我的朋友們進行測試，我要求他們切洋蔥、吃辣椒、盯著風扇看，因各種情緒而哭泣…… 「我想要看看因不同原因流下的眼淚在結構上是否存在什麼不同，我將每一滴眼淚都放在顯微鏡下，並拍下了它們的圖像。」 開心時的淚 打哈欠時得到的眼淚  看電影時，因為感動流下的眼淚 長時間不眨眼的淚 腳趾不小心撞到了桌子的淚 對著電風扇強行睜大眼睛的淚 薄荷油刺激的眼淚 切洋蔥時的眼淚 切白洋蔥，再吃一把紅辣椒   只吃紅辣椒 「科學上說，每滴眼淚都有著不同的粘度和組成。這樣子表述比較保險，眼淚的不同形狀並不是體現了流淚的原因，只是眼淚展示了其與眾不同的組成和結晶時的環境 「不過不管怎麼說，它們還是非常美麗的。」 來源：遊民星空

還記得小時候在學校里使用的顯微鏡嗎？現在你可以用樂高積木 DIY 一個出來。 這十分符合現在的「節儉科學」的趨勢：使用廉價的消費級硬體和開源軟體來構建低成本的科學儀器。DIY 儀器非常適合用於教學。 ▲用紙片做成的顯微鏡——Foldscope，圖片來自：MoMA 在教學活動中，學生們接觸最多的儀器，往往就是顯微鏡。 哥廷根大學的蒂莫·貝茨（Timo Betz）認為，顯微鏡是必不可少的科學儀器，但由於儀器的成本和脆弱性，它們在教室中的使用受到了極大的限制，特別是在疫情期間。因此，他們決定用樂高積木搭建一個更便宜的顯微鏡。 貝茨的靈感來自於加州大學舊金山分校的研究生哈里森·劉（Harrison Liu）等人於 2013 年做出的樂高顯微鏡——LegoScope。但 LegoScope 實際上並不能算一個「低成本的」顯微鏡，它仍需要用到定製的 3D 列印部件。 ▲LegoScope，圖片來自：Synapse 而貝茨等人的樂高顯微鏡則有所不同。他們的顯微鏡中，只有兩個部件不是樂高積木——高倍物鏡與低倍物鏡。他們將 iPhone 5 的相機模塊中的塑料鏡片用作高倍物鏡，低倍物鏡則是一枚玻璃透鏡。 「從相機模組中小心地分離出鏡片後，我們用透明膠帶將它連接到了樂高積木上。」貝茨在論文中寫到。 ▲蒂莫·貝茨，圖片來自：Ars Technica 對於照明，他們使用了一種集成了 LED 的特殊樂高積木，另外他們還將一張薄紙放置在 LED 與樣品之間，作用類似於攝影燈上的柔光燈罩。 你可能會好奇，用樂高積木來做顯微鏡，最難完成的是哪一部分呢？答案可能會是：物鏡支架。 經過一番研究，貝茨和他的同事將齒條與蝸杆組合在一起，使得用戶可以調整焦距。 「雖然物鏡支架是顯微鏡的所有單個部件中最小的，但它對於結構的強度和穩定性的要求卻是最高的。」貝茨說道，「因此，這部分的搭建應該由更年長的、更有經驗的孩子來完成，至少要有成年人的陪同，以防止在搭建顯微鏡的早期階段就出現錯誤。」 完成顯微鏡的設計後，貝茨在一組 9 至 13 歲的兒童的幫助下測試了他們的...

據媒體報導，通過利用智慧型手機技術的最新進展和樂高玩具的無限可能性，德國的科學家們建造了一個廉價而簡單的高解析度顯微鏡。這個功能齊全的科學儀器既是教育工具，又是玩具，它不僅可以對微觀物體進行成像，還可以用來教孩子們了解這些設備的功能和組合。 該項目由哥廷根大學和明斯特大學的研究人員實施，他們致力於改善高解析度顯微鏡的使用，這些顯微鏡通常過於昂貴和脆弱，不適合人們在家中使用。這使他們找到了現代的智能手機，這些手機現在攜帶的鏡頭非常先進，有能力分辨單個細胞。最重要的是，該團隊能夠以每部約4歐元（5美元）的價格獲得它們。 科學家們隨後為一個純粹基於樂高積木的高解析度顯微鏡設計了周邊結構。由此產生的設備據稱具有接近現代研究顯微鏡的能力，提供對微米級物體成像所需的放大率和解析度。 為了配合這種具有成本效益的顯微鏡的開發，科學家們還製作了一本帶有逐步說明的建造手冊。這被用來指導一群9-13歲的孩子完成設備的建造過程，科學家在整個過程中監測他們的進展，並幫助他們完成比較棘手的部分，如對齊兩個放大鏡和確保一個好的光源。科學家們對孩子們進行了調查，也許並不令人驚訝，他們發現這極大地提高了他們對顯微鏡的理解。 哥廷根大學的Timo Betz教授說：「我們希望這種模塊化的顯微鏡將被用於世界各地的教室和家庭，以激發和鼓舞兒童對科學的興趣。我們已經表明，科學研究不需要與日常生活分開。它可以具有啟發性、教育性和趣味性！」 顯微鏡的計劃和說明可在網上免費獲得，而描述這項研究的論文則發表在《The Biophysicist 2021》雜誌上。 來源：cnBeta

據媒體報導，在一次重大的科學飛躍中，昆士蘭大學的研究人員創造了一種量子顯微鏡，可以顯示出原本不可能看到的生物結構。這為生物技術的應用鋪平了道路，並可能遠遠超出這一范圍，延伸到從導航到醫學成像等領域。該顯微鏡由量子糾纏科學提供動力，愛因斯坦將這種效應描述為「幽靈般的遠距效應」。 來自昆士蘭大學量子光學實驗室和ARC工程量子系統卓越中心（EQUS）的Warwick Bowen教授說，這是第一個基於量子糾纏的傳感器，其性能超過了現有的最佳技術。 Bowen教授表示：「這一突破將引發你可以說出來的各種新技術--從更好的導航系統到更好的核磁共振機器。」 「糾纏被認為是量子革命的核心所在。我們終於證明，使用它的傳感器可以超越現有的非量子技術。這令人振奮--它首次證明了糾纏在傳感方面改變範式的潛力。」 澳大利亞的量子技術路線圖認為，量子傳感器將刺激醫療保健、工程、運輸和資源領域的新一輪技術創新。該團隊的量子顯微鏡的一個主要成功是它能夠跨越傳統光基顯微鏡的 "硬障礙"。 「最好的光顯微鏡使用明亮的雷射器，其亮度是太陽的數十億倍，」Bowen教授說。 「像人體細胞這樣脆弱的生物系統只能在其中生存很短的時間，這是一個主要的障礙。」 「我們的顯微鏡中的量子糾纏在不破壞細胞的情況下提供了35%的清晰度，使我們能夠看到原本看不見的微小生物結構。」 「好處是顯而易見的--從更好地了解生命系統，到改進診斷技術等。」 Bowen教授表示，量子糾纏在技術方面有潛在的無限機會。他說：「糾纏將徹底改變計算、通信和傳感。絕對安全的通信在幾十年前被證明是對傳統技術的絕對量子優勢的首次展示。」 「比任何可能的傳統計算機更快的計算是由Google在兩年前演示的，作為計算中絕對優勢的第一個演示。」 「拼圖中的最後一塊是傳感，我們現在已經縮小了這個差距。」他表示：「這為一些大范圍的技術革命打開了大門。」 來源：cnBeta

來自加州大學聖地亞哥分校的電氣工程師們開發了一種能大大提高普通光鏡解析度的新技術，從而可以直接用來觀察活細胞中更精細的結構和細節。在應用這項新技術之後，能夠將傳統的光學顯微鏡變成所謂的超級解析度顯微鏡。這項技術主要使用到了一種特殊的工程材料，當它照亮樣品時縮短了光的波長--這種縮小的光從本質上使顯微鏡能以更高的解析度成像。 加州大學聖地亞哥分校電氣和計算機工程系教授劉兆偉（Zhaowei Liu，音譯）表示：「這種材料將低解析度的光轉換為高解析度的光。它非常簡單，易於使用。只要把樣品放在材料上，然後把整個東西放在普通的顯微鏡下--不需要花哨的修改」。 這項新技術發表在《Nature Communications》上，克服了傳統光學顯微鏡的一個局限性--低解析度。光鏡對活細胞成像很有用，但它們不能用來看更小的東西。傳統的光學顯微鏡的解析度限制為200納米，這意味著任何比這一距離更近的物體都不會被觀察到。雖然有更強大的工具，如電子顯微鏡，它的解析度可以看到亞細胞結構，但它們不能用來給活細胞成像，因為樣品需要放在真空室里。 劉教授表示：「主要的挑戰是找到一種具有非常高的解析度，並且對活細胞也是安全的技術」。劉的團隊開發的技術結合了這兩個特點。有了它，傳統的光學顯微鏡可以用來對活體亞細胞結構進行成像，解析度可達40納米。 該技術由一個顯微鏡載玻片組成，該載玻片上塗有一種叫做雙曲超材料的光收縮材料。它是由納米級的銀和矽玻璃交替層組成的。當光線通過時，其波長縮短並散射，產生一系列隨機的高解析度斑點圖案。 當一個樣品被安裝在載玻片上時，它以不同的方式被這一系列的斑點光圖案所照亮。這就產生了一系列的低解析度圖像，這些圖像都被捕獲，然後由一個重建算法拼湊起來，產生一個高解析度的圖像。 研究人員用一台商用倒置顯微鏡測試了他們的技術。他們能夠對螢光標記的Cos-7細胞中的精細特徵（如肌動蛋白絲）進行成像--這些特徵僅使用顯微鏡本身是無法清楚辨別的。該技術還使研究人員能夠清楚地分辨出間隔為40至80納米的微小螢光珠和量子點。 來源：cnBeta

考慮到大多數傳統光學顯微鏡的解析度極限僅為 200 納米，加州大學聖迭戈分校的科學家們，正在考慮通過塗覆了「雙曲超材料」的新型載玻片來進一步提升其解析力。據悉，該材料由納米級別厚度的二氧化矽玻璃和銀交替層組成，可將顯微鏡載玻片的解析度提升至 40 納米。 帶有特殊塗層的載玻片材料樣本（來自：UCSD / Junxiang Zhao） 當光線穿過該塗層時，其波長會被縮短，且光線會被散射以形成斑點圖案。而落實在載玻片上的樣品材料，能夠藉此讓有斑點的短波長光圖案從多個角度照射，以產生一系列低解析度圖像。 在此基礎上，研究團隊利用與之相連的計算機算法來重建組合圖像，從而生成一張合成的高解析度圖像。即便使用一台普通的光學顯微鏡，它都能夠對以往更小的物體進行成像。 截止目前，研究人員已經開展了大量的測試，可知新型載玻片材料能夠讓顯微鏡對螢光標記的細胞中的單個肌動蛋白絲進行成像，並對 40~80 納米之間的微觀螢光珠和量子點進行成像。 目前科學家們正在利用該技術對活細胞內的亞細胞結構進行成像，而此前通常需要電子顯微鏡才能對如此小的結構進行成像。遺憾的是，這項技術尚無法對活細胞這樣做，因為它必須將樣品放在真空室中。 有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《自然通訊》（Nature Communications）期刊上，原標題為《Metamaterial assisted illumination nanoscopy via random super-resolution speckles》。 來源：cnBeta

2018年，來自康奈爾大學的研究人員建造了一個極高功率的探測器，該探測器使用一種稱為ptychography的算法驅動過程，將目前最先進的電子顯微鏡的解析度提高了兩倍。在這個過程中，這一突破創造了解析度紀錄，但那時候的機器只對只有幾個原子厚的超薄樣品起作用。 由康奈爾大學的一些相同研究人員領導的一個新團隊研發了一種新的電子顯微鏡像素陣列檢測器（EMPAD），使用更精細的三維重建算法將他們2018年的記錄提高了2倍。該項目的研究人員說，解析度是如此精細，唯一剩下的模糊是來自樣品本身的原子的熱抖動。該研究團隊由大衛·穆勒領導，他說新的顯微鏡不只是創造了一個新的記錄；它定義了一個新的邊界，它實際上將成為顯微鏡解析度的一個終極極限。 穆勒還說，這項發展為科學家們長期以來想測量的事情開辟了新的可能性。這一突破解決了一個長期存在的問題，即解除了光束在樣品中的多重散射，這是科學家漢斯·貝特在1928年定義的概念，過去一直阻礙著科學家解決這一問題。 斑點成像技術利用重疊的散射圖案掃描材料樣品，並尋找重疊區域的變化。穆勒說，科學家們正在追逐斑點圖案，這些圖案看起來很像貓咪喜歡攻擊的雷射筆圖案。科學家希望看到圖案的變化，並能計算出引起該圖案的物體的形狀。 探測器略微失焦，光束很寬，以盡可能捕捉最廣泛的數據。該團隊開發的復雜算法重建了圖案，形成了一個極其精確的圖像，精度達到一皮米。 來源：cnBeta

2018 年，來自康奈爾大學的研究團隊建造了一個高功率的探測器，通過結合「ptychography」算法驅動，創造了一個世界紀錄--將最先進的電子顯微鏡的解析度提高了 2 倍。盡管這項研究非常成功，但這種方式有個弱點，那就是只適用於幾個原子厚的超薄樣品，如果超出厚度范圍就會導致電子以無法分離的方式散射。 現在由應用和工程物理系(AEP)的 Samuel B. Eckert 工程教授 David Muller 帶領的科學團隊，利用更復雜的三維重建算法，使用電子顯微鏡像素陣列探測器（EMPAD）將自己的記錄提高了 2 倍。其解析度是如此精細，唯一的模糊是原子本身的熱抖動。 該小組的論文 "Electron Ptychography Achieves Atomic-Resolution Limits Set by Lattice Vibrations "於5月20日發表在《科學》上。該論文的主要作者是博士後研究員陳振（Zhen Chen，音譯）。 Muller...

機器學習幫助一些最好的顯微鏡看得更清楚，工作得更快，並處理更多的數據。為了觀察魚腦中迅速的神經元信號，科學家們已經開始使用一種叫做光場顯微鏡的技術，這使得對這種快速的生物過程進行三維成像成為可能。但是這些圖像往往缺乏質量，而且需要數小時或數天的時間才能將大量的數據轉換為三維體積和電影。 現在，歐洲分子生物學實驗室（EMBL）的科學家們已經將人工智慧（AI）算法與兩種尖端的顯微鏡技術相結合--這一進展將圖像處理的時間從數天縮短到僅有幾秒鍾，同時確保所得到的圖像是清晰和准確的。該研究結果發表在《自然方法》上。 論文的兩位主要作者之一、現為慕尼黑工業大學博士生的尼爾斯-華格納說："最終，我們能夠在這種方法中取得'兩個世界的最佳效果。人工智慧使我們能夠結合不同的顯微鏡技術，因此我們可以像光場顯微鏡允許的那樣快速成像，並接近光片螢光顯微鏡的圖像解析度。" 雖然光片螢光顯微鏡和光場顯微鏡聽起來相似，但這些技術有不同的優勢和挑戰。光場顯微鏡捕捉到大的三維圖像，使研究人員能夠以非常高的速度跟蹤和測量非常精細的運動，如魚的幼蟲的心臟跳動。但是這種技術產生大量的數據，可能需要幾天時間來處理，而且最終的圖像通常缺乏解析度。 光片螢光顯微鏡在同一時間對特定樣本的單一二維平面進行觀察，因此研究人員可以以更高的解析度對樣本進行成像。與光片螢光顯微鏡相比，光片顯微鏡產生的圖像處理起來更快，但數據不那麼全面，因為它們一次只能從單一的二維平面捕捉信息。 為了利用每種技術的優勢，EMBL的研究人員開發了一種方法，利用光場顯微鏡對大型三維樣品進行成像，並利用光片顯微鏡訓練人工智慧算法，然後創建一個准確的樣品三維圖像。 Robert Prevedel是EMBL小組的負責人，他的小組貢獻了新穎的混合顯微鏡平台，他指出，建造更好的顯微鏡的真正瓶頸往往不是光學技術，而是計算。這就是為什麼早在2018年，他和安娜決定聯合起來。"我們的方法對那些想研究大腦如何計算的人來說將是真正的關鍵。我們的方法可以對魚的幼蟲的整個大腦進行實時成像，"羅伯特說。 他和安娜說，這種方法也有可能被修改，以適用於不同類型的顯微鏡，最終使生物學家能夠觀察幾十個不同的標本，並更快地看到更多的東西。例如，它可以幫助找到參與心臟發育的基因，或者可以同時測量成千上萬個神經元的活動。 接下來，研究人員計劃探索該方法是否可以應用於更大的物種，包括哺乳動物。 來源：cnBeta

掃描隧道顯微鏡（STM），乍一聽或許會覺得陌生。但它在科學界的地位可不一般——讓人類能夠觀察到單原子表面層的局域結構圖像，是納米科技領域中重要的一個工具，還贏得了諾貝爾獎。儀器之精密，就不用多說了。而來自加拿大麥吉爾大學的一位博士生小哥Berard，在家便自製了一台STM，而且還成功「拍」下了石墨碳原子的圖像！ 價格方面，專業的STM售價在3萬美元至15萬美元不等，但這位博士小哥的成本，可能僅僅花費1000美元左右！ 等於一下子省出了幾十萬器材費了啊，有沒有！ 這不禁讓網友們驚嘆：這也太極客了吧！ STM原理 掃描隧道顯微鏡（STM）是一種放大倍率非常高的顯微鏡，甚至可以看到物體表面的原子。它的原理就蘊含在名字之中。 電子遇到絕緣體會被阻擋，就像人遇到了一面牆。但是當絕緣體足夠薄以後，量子力學的作用開始突顯。 隨着「牆」越來越薄，電子開始能「穿過」絕緣體，到達另一側的導體上，就好像在絕緣體上開了一個隧道，因此叫做隧道效應。 △量子隧道效應示意圖，有一部分電子穿過牆達到右邊 掃描隧道顯微鏡正是利用了這一原理。 當我們在探針和樣品之間加上電壓，二者之間的空氣就是一堵牆，如果探針和樣品之間足夠近，電子就能跳過空氣到達樣品上，電路中將會產生電流。 這股電流的大小和探針樣品之間距離有關，根據電流大小可以反推出距離，從而得出樣品表面的高度數據，繪制出一張顯微圖像。 雖然STM原理並不復雜，但是要自己DIY，還是有不少技術難點。 首先，為了達到原子級的分辨率，探針針尖必須足夠細，最好尖端只有一個原子。 其次，探針和樣品之間距離很近，不到1nm，極其微弱的熱膨脹或者外界振動，也有可能使二者接觸，導致針尖被撞毀。 最後一個難題是，如何精準控制探針在平面上掃描。 如何DIY？ STM探針的製作其實並不復雜：取一根鉑銥合金絲或鎢絲，用剪線鉗斜着剪斷，並且輕輕拉動，獲得盡可能細的尖端。 接下來是製作減震台。探針被固定在三塊鋼板上，鋼板之間用橡膠粘連，然後掛載三根長彈簧上，盡量降低系統的共振頻率。 鋼板的底部還安裝了一個磁鐵，當鋼板擺動時，磁鐵將在下方的鋁塊上感應出渦流，渦流又會產生反向的磁場抑制振動。 而控制探針的方法是使用壓電陶瓷，給這種材料兩端加上電壓便會伸縮，伸縮量與電壓大小和方向有關。 △ 壓電陶瓷縱向視圖 △ 壓電陶瓷側視圖 壓電陶瓷像三明治一樣，被夾在金屬電極之間，給4片區域加上不同的電壓就能控制探針在平面上來回移動。 由於隧道電流非常小，通常為1nA量級，因此還要對獲取的電流信號進行放大。 △ 探針電流放大電路 Berard還編寫了一個Windows軟件，來控制掃描，並根據電流數據輸出顯微鏡圖像。他還在個人網站上給出了這個STM控制軟件和源代碼。 然後，他用這個自製STM對金、鉑、石墨等材料進行掃描，得到了非常美麗的圖像。 作者介紹 這個項目的作者Dan Berard，是來自麥吉爾大學的一名博士生。 他的研究方向是納米技術和生物物理學，專注於開發「凸透鏡—誘導約束」（CLiC） 顯微鏡技術，並將其用於線性擴展DNA分子以進行基因組分析。 除此之外，Berard的一個愛好就是DIY一些電子產品，並由此延伸，他還與志同道合的大家共同創辦了ScopeSys這家公司，擔任聯合創始人兼工程負責人。 網友：太極客了吧！ Berard的項目在網上可謂是引發了不小的熱議。 在驚嘆其自己能夠DIY如此精密儀器之餘，也有網友對這種「極客文化」發表了感慨： 極客文化簡直令人驚嘆！ 人們在家中製作各種各樣神奇的機器，許多已經成為世界級產品，甚至改變了人類的歷史。 但縱觀Berard在此付出的努力，並不是那種「一蹴而就」完成的，而是耗時多年心血。 而時至今日，他在的自己主頁中依舊更新着這個項目的進展。 許多網友也在按照他的方法，自己上手做試驗，對於網友們在DIY過程中遇到的bug，Berard也會積極做出回復和指導。 是否也想打造一台專屬STM？或許你也可以動手試試~ 來源：cnBeta

<p顯微鏡是人類的一個了不起的發明，在顯微鏡的放大下，很多事物會呈現出我們意想不到的模樣，小編今天為大家奉獻了一組非常有趣和神奇的照片，展示了一些東西在顯微鏡下放大無數倍後的的樣子，一起來看看吧！ 精彩回顧 → 冬天一場雨 鬍子瞬間結冰！展示大自然驚人力量的照片 <strong1.維生素C <strong2.雄性蚊子 <strong3.來自四處的灰塵，來源組成十分多元…… <strong4.某種單細胞淡水原生動物 <strong5.美味的巧克力近看有點像吃人沼澤…… <strong6.成年雌性果蠅的卵巢 <strong7.靈長類黃斑（視網膜中央區域） <strong8.蜜蜂背上的蟎蟲 <strong9.撒在蛋糕上的七彩巧克力碎碎，近看依然繽紛…… <strong10.老師們的好朋友：粉筆先生。 <strong11.蜈蚣的毒牙 <strong12.橙色瓢蟲的頭部 <strong13.血塊原來是這些層層疊疊的玩意兒 <strong14.蝴蝶的長喙 <strong15.人類皮膚角質細胞 精彩回顧 → 冬天一場雨 鬍子瞬間結冰！展示大自然驚人力量的照片 來源：遊俠網