Рис. 1. Фрагмент среза стебелька Anethum graveolens
Размер кадра 5,4´ 5,4 мкм2
ВМЕСТО ПОСЛЕСЛОВИЯ: ANETHUM GRAVEOLENS,
ИЛИ О ПОЛЬЗЕ ЭКСПЕРИМЕНТИРОВАНИЯ
На рис. 1 представлено изображение стебелькового растения Anethum graveolens. Структурную основу стебелька составляют продольные и поперечные волокна. Продольные волокна имеют диаметр в несколько микрон. Что удивительно, атомно-силовой микроскоп позволил увидеть структуру поперечных микроволокон — фибрил, диаметр которых составляет 10–30 нм (рис. 2).
|
Рис. 1. Фрагмент среза стебелька Anethum graveolens
|
Следует заметить, что Anethum graveolens — это обычный укроп, который является вкусной и полезной добавкой к нашей еде. Укроп незадолго до наблюдений был куплен на Черемушкинском рынке Москвы и предназначался для выздоравливающего сотрудника нашего физического факультета МГУ. В зимнее время насыщенный зеленый цвет укропа особенно радует глаз, а тонкий запах будоражит гастрономические ощущения. И велик соблазн был проверить, что же увидит атомно-силовой микроскоп на свежем срезе стебелька только что выращенного укропа. Казалось, что надежд на успех мало. Свежий укроп содержит в себе много влаги, срез может иметь слишком шероховатую поверхность и т.д. Преодолевая опасения, мы поместили небольшой участок стебелька укропа в форме лепестка на предметный столик микроскопа. Каково же было наше удивление, когда буквально сразу микроскоп стал показывать устойчивые изображения волокнистой структуры стебля.
 |
Рис. 2. Изображение структуры поперечных волокон стебелька Anethum graveolens Размер кадра 1´ 1 мкм2
|
Вслед за укропом мы решили провести эксперименты с Allium sativum, или, иными словами, с чесноком, приобретенном на том же Черемушкинском рынке. Теперь мы заметили, что тонкая пленочка, обволакивающая каждую дольку чеснока, имеет четко выраженную структурированную поверхность. Чтобы убедиться, посмотрите на рис. 3. Эти наблюдения произвел автор при участии и с помощью сотрудников физического факультета Т.Г. Черневич и О.А. Шустина.
 |
Рис. 3. Изображение поверхности тонкой пленки, обволакивающей поверхность дольки чеснока Размер кадра 8´ 9 мкм2
|
Этот частный случай напомнил нам о многих удивительных фактах из истории создания и развития зондовых микроскопов. Даже само рождение сканирующего туннельного микроскопа было неожиданным для самих изобретателей. Первоначальной целью работы швейцарских ученых Хайнриха Рорера и Герда Биннига была разработка прибора для спектроскопических исследований участков поверхности сверхпроводников. Тогда в их рабочей тетради были произведены теоретические оценки того, что вряд ли удастся получить разрешение лучше десятков нанометров. Созданный ими прибор предвосхитил их ожидания. Они сумели разглядеть отдельные атомы на поверхности кремния! Смелое экспериментирование, опыт, знания и тонкая интуиция обеспечили им достижение столь блестящих результатов. Первой и естественной реакцией было неверие в то, что с помощью простой заостренной иглы можно увидеть отдельные атомы. Но теоретическое недоверие практически сразу сменилось искренним восторгом по поводу красивой экспериментальной работы. Еще ни один раз в истории зондовой микроскопии экспериментальные работы приводили в удивление теоретиков. Зондовая микроскопия, по сути, стала тем уникальным направлением науки, в котором эксперимент значительно опережал теоретические работы. Теория как бы говорила, что это невозможно, а эксперимент выдавал “на гору” новые открытия.
Зондовая микроскопия показала уникальные возможности визуализации биологических объектов в их нативном состоянии в естественном окружении. Здесь она сделала лишь первые шаги, новые достижения еще впереди.
Таким образом, вся история развития зондовой микроскопии говорит о пользе разумного научного экспериментирования.