Un groupe de scientifiques de l’Université de Tokyo (Japon) et de l’Institut polytechnique et de l’Université d’État de Virginie (États-Unis) a capturé pour la première fois le mouvement de molécules individuelles sur vidéo à une vitesse sans précédent de 1600 images par seconde (fps), selon une recherche publiée jeudi dans le Bulletin de la Société chimique du Japon.
Au cours des recherches, les scientifiques ont équipé un puissant microscope électronique à transmission, capable de résoudre des objets plus petits qu’un angström (un dix milliardième de mètre), avec une caméra à détection directe d’électrons pour capturer en temps réel des événements à l’échelle atomique à une vitesse 100 fois plus rapide que les expériences précédentes de cette nature.
Les chercheurs ont filmé des nanotubes de carbone vibrants contenant des molécules de fullerène, capturant, entre autres, le mouvement oscillatoire de ces molécules jamais vu auparavant, ce qui n’est perceptible qu’à des fréquences d’images très élevées.
Pour éliminer le bruit visuel causé par la haute sensibilité des caméras utilisées, ainsi que les hautes fréquences des prises de vue, il a été nécessaire d’utiliser un traitement d’images avancé connu sous le nom de « minimisation de la variance totale » de Chambolle[1].
« Nous avons été agréablement surpris que cette suppression du bruit et ce traitement de l’image révèlent le mouvement invisible des molécules de fullerène », a déclaré Koji Harano, co-auteur de la recherche.
« Nous avons toujours un sérieux problème, à savoir que le traitement [des images] est effectué après la capture de la vidéo », a déclaré M. Harano. « Cependant, un retour visuel en temps réel des observations pourrait être possible dans peu de temps grâce à un équipement informatique performant », a déclaré le chercheur.
Notes
[1] Pour les spécialistes : présentation et colloque réalisés à Bordeaux : https://interactions19.sciencesconf.org/data/pages/Caillaud.pdf
Traduction de l’espagnol Claudie Baudoin
