一条DNA链，一股空气中的有毒污染物，一件无价艺术品的绘画样品，火星陨石的薄片，这只是科学家们能够用新显微镜（原子力拉曼显微镜）观测的一小部分，现在被安置在特拉华大学的Lammot du Pont实验室。负责研究、学术和创新的副总裁Charles G.Riordan说：特拉华大学很高兴将这一重要和最先进新工具添加到我们的仪器套件中，用于以高分辨率检查材料。有了这一能力，特拉华大学的教职员工、学生和工作人员将能够推动从工程学到物理科学再到艺术保护等广泛领域的研究和教育。
新显微镜将帮助研究人员去研究以前做不到的地方，以前的显微镜镜没有超高分辨率等。化学和生物化学教授卡尔·布克什(Karl Booksh)表示：这种显微镜将使科学家能够看到比人类头发直径小一万倍的物体，此外它还提供了关于材料表面及其化学成分的详细信息。布克什是特拉华大学向美国国家科学基金会成功提议背后的主要人员之一。国家科学基金会获得了558228美元的赠款，来自其主要研究仪器和化学研究仪器计划以及刺激竞争性研究的既定计划(EPSCoR)。
特拉华大学研究办公室还帮助支持了仪器的成本，该仪器是从Horiba购买的，Horiba是一家领先的分析和科学测量系统供应商。这个新工具是一个“科学的二合一”，将两个显微镜合二为一。以已故印度物理学家和诺贝尔奖得主Chandrashekhara Venkata Raman爵士命名的拉曼显微镜，用激光扫描样品，与感兴趣的分子的振动相互作用，散射光。这些光图案用作识别分子和研究它们的化学键和与其他分子的相互作用程度的“指纹”。原子力显微镜使用一个小探针扫描样品，该探针产生关于表面的信息。
例如其形貌、硬度、电学和热学性质。这个探针几乎能够探测到单个原子。将这两种技术结合在一台显微镜中，可以同时提供大量的信息。这对于整个大学的许多研究、行业合作者以及像温特图尔博物馆这样的合作机构都很重要。2019年夏天，博士生德文豪(Devon Haugh)和沃福德学院的本科生萨凡纳·塔列多(Savannah Talledo)在UD参加了美国国家科学基金会资助的科学与工程领导计划，他们使用新的显微镜研究空气污染物。汽车尾气中的微小气体颗粒和燃煤产生的煤烟会加剧气候变化，并增加哮喘、肺病、心脏病和其他健康问题的风险。
显微镜帮助确定了空气中颗粒的酸度，这会影响它们在大气中生长的速度。领导该项目的化学和生物化学教授默里·约翰逊(Murray Johnson)说：了解酸度可以帮助我们提高对空气中颗粒物如何影响人类健康和气候的预测。在传统的实验室中，酸度是用pH计测量。然而，这种方法不适用于亚微米尺度的空气中的颗粒，因此需要新的测量方法，如拉曼微探针。Haugh表示很高兴能在她的工作中使用这种新仪器，她说：我关心我们环境的健康，这个项目使我能够为更好地理解和保护它做出贡献。
温特图尔科学研究与分析实验室的专家们，将把显微镜焦点放在博物馆宝贵的历史纺织品收藏品上，以及18世纪和19世纪的中国出口油画。19世纪上半叶，随着中国港口的开放，对外贸易的增长，大量的西方合成化学颜料被进口到中国。不久，这些人造颜料取代了中国画家传统上在艺术作品中使用的矿物和植物颜料，从水彩画到反画玻璃。新的显微镜将帮助保护，使科学家更好地了解这一过渡时期。阿尔卡恩塔拉-加西亚表示：将使用该仪器了解用于在历史纺织品中设置染料的固定剂，这将帮助纺织品保护者和其他博物馆专业人士确定降解机制和潜在的干预措施。
解决地球和火星上的挑战
现在，关于那些陨石…在十年前加入特拉华大学教职员工时开始的一项合作中，Booksh正在与默克公司(Merck)的资深科学家约瑟夫·P·史密斯以及玛丽埃塔学院教授弗兰克·史密斯合作，通过月球、火星和小行星陨石提供的线索，解开行星的一些秘密，来自NASA约翰逊航天中心和史密森学会的样本得到了授权。研究小组的主要兴趣是这些岩石的化学成分和性质，这些岩石包含了撞击地面时发生的所有破裂和熔化所产生的“冲击坑”。
化学成分可以帮助揭示它们所在行星的地质和大气层，这项研究还可以帮助美国宇航局和欧洲航天局2020年的火星车任务中寻找火星生命。美国宇航局和欧空局的漫游者都将首次拥有拉曼光谱仪，以帮助表征火星表面材料。因此，研究陨石的工作可能有助于通过开发最佳数据收集和分析方法来加强对火星上生命的搜索。
博科园｜研究/来自：特拉华大学
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