Courtesy of InterestingEngineering

Teknik Baru Cryo-EELS/EF-TEM Tampilkan Struktur dan Unsur Material Tanpa Merusak Sampel

Mengembangkan teknik cryo-EELS/EF-TEM baru yang mampu menangkap struktur dan komposisi elemental sampel dalam pelarut beku tanpa merusak dan mengurangi gangguan gambar, sehingga memungkinkan penelitian nanomaterial organik dan biologis yang lebih akurat.

02 Agt 2025, 07.02 WIB

276 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Teknik baru cryo-EELS/EF-TEM memungkinkan pemetaan struktur dan komposisi material organik secara akurat.
Inovasi ini mengatasi masalah drift dan kerusakan sampel yang terjadi pada teknik konvensional.
Kemampuan untuk memvisualisasikan elemen penting dalam material biologis membuka jalan baru untuk penelitian di berbagai bidang.

Sendai, Jepang - Cryo-transmission electron microscopy (cryo-TEM) adalah metode yang penting untuk mengamati material biologis dan organik pada tingkat nanometer dengan membekukan sampel secara cepat agar struktur aslinya tetap terjaga. Namun, metode ini memiliki kelemahan utama dalam mengidentifikasi komposisi unsur material secara tepat.

Metode-metode lama seperti energy-filtered TEM dan electron energy loss spectroscopy sering mengalami masalah seperti gambar yang kabur akibat pergeseran posisi selama pemindaian dan gangguan sinyal latar yang ditimbulkan oleh es dalam sampel beku. Hal ini menyulitkan para peneliti untuk melihat unsur-unsur penting dalam material lembut atau biologis.

Tim peneliti dari Universitas Tohoku mengembangkan teknik baru yang memodifikasi metode pengurangan sinyal latar 3-window pada EELS yang membuat sinyal dari es menjadi lebih sedikit mengganggu. Selain itu, mereka menggunakan sistem kompensasi drift untuk mengatasi masalah pergeseran gambar dan menambah perangkat lunak yang mengotomatisasi penyesuaian energi selama pemetaan agar prosesnya lebih lancar.

Dengan teknik ini, peneliti berhasil memetakan distribusi silikon dalam nanopartikel berukuran sangat kecil, serta unsur kalsium dan fosfor dalam partikel hidroksiapatit yang penting untuk tulang dan gigi. Semua ini dilakukan tanpa merusak sampel dan menghasilkan gambar yang jelas dan detail.

Penemuan ini membuka peluang besar bagi penelitian biomaterial, implan medis, teknologi pangan, katalis, dan tinta fungsional dengan memungkinkan studi struktur dan kimia material nanoskala secara bersamaan. Temuan ini dipublikasikan pada pertengahan tahun 2025 dan menjadi terobosan penting dalam bidang cryo-TEM.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/new-method-reveals-organic-particle-composition

Analisis Ahli

Dr. Maya Sari, Ahli Mikroskopi Elektron

"Pengembangan ini sangat krusial karena memungkinkan pengamatan yang lebih jernih dan akurat pada sampel biologis yang sangat rentan, yang sebelumnya sangat terbatas oleh kerusakan dan noise."

Prof. Dwi Setyo, Material Scientist

"Integrasi kompensasi pergeseran dan koreksi latar belakang adalah solusi cerdas yang akan mempercepat kemajuan dalam penelitian nanomaterial untuk aplikasi kesehatan dan teknologi."

Analisis Kami

"Inovasi Tohoku University ini merupakan loncatan besar dalam bidang mikroskopi cryo-TEM karena berhasil mengatasi masalah klasik yang menghambat analisis komposisi unsur secara simultan dengan struktur. Pendekatan teknik dan perangkat lunak yang terintegrasi menunjukkan betapa pentingnya sinergi antara metode fisik dan teknologi digital dalam penelitian material canggih."

Prediksi Kami

Dengan kemampuan baru ini, penelitian biomaterial dan bahan organik nanoskopis akan semakin maju, membuka peluang pengembangan produk medis, teknologi pangan, dan katalis yang lebih efisien serta inovatif.

Pertanyaan Terkait

Apa itu cryo-TEM dan mengapa penting?

Cryo-TEM adalah teknik mikroskopi elektron yang membekukan sampel untuk mempertahankan strukturnya, penting untuk mempelajari material biologis dan organik.

Apa kelemahan utama dari teknik cryo-TEM konvensional?

Kelemahan utama dari teknik cryo-TEM konvensional adalah kesulitan dalam mengungkap komposisi elemen karena kerusakan sampel dan kebisingan latar belakang yang tinggi.

Bagaimana tim di Tohoku University mengatasi masalah drift dalam EELS?

Tim di Tohoku University mengatasi masalah drift dengan memperkenalkan sistem kompensasi drift dan perangkat lunak yang secara otomatis menyesuaikan pergeseran energi selama pemetaan elemen.

Apa manfaat dari teknik cryo-EELS/EF-TEM yang baru ini?

Teknik cryo-EELS/EF-TEM yang baru ini memungkinkan peneliti untuk memetakan struktur dan komposisi material organik dan biologis tanpa merusak sampel.

Apa yang berhasil diamati oleh peneliti menggunakan teknik baru ini?

Peneliti berhasil mengamati distribusi silikon pada nanopartikel silika dan distribusi kalsium serta fosfor pada partikel hidroksiapatit.