MRI-scanners ( Magnetic Resonance Imaging-scanners) zijn bakbeesten van apparaten waarmee doktoren bijvoorbeeld de hersenen van een levend mens in kaart brengen. Dat de techniek ook geschikt is voor kleinere scans, toont IBM met hun gloednieuwe microscoop:

Het apparaat werkt als volgt. Doe een sample (datgene wat gescand moet worden) op het uiteinde van een verlengstukje (geel in het filmpje). Zet het uiteinde in de buurt van een magnetisch topje (blauw in het filmpje). De waterstofatomen in het sample werken nu als kleine magneetjes. Dan weer stoten ze het magnetisch topje af (de afstand tussen verlengstukje en topje wordt groter). Dan weer trekken ze het topje aan (de afstand tussen verlengstukje en topje wordt kleiner; zie de richting van het groene pijltje in het filmpje). Deze beweging wordt in de gaten gehouden met lasers die ongelofelijk kleine afwijkingen van enkele nanometers kunnen meten. Deze methode geeft een resolutie die 100 miljoen maal kleiner is dan de resolutie van gebruikelijke MRI-scanners.

Magnetische krachten

Het verschil ligt voornamelijk in de werking van de scanner. Een MRI-scanner in het ziekenhuis manipuleert de magnetische eigenschappen van een waterstofatoom door een reusachtig magnetisch veld door het sample (meestal een persoon of een dier) heen te sturen. Nu verandert ook het magnetisch veld van de waterstofatomen. Deze verandering is meetbaar. Langzaam verschijnt er een plaatje van het lichaam.

De scanner van IBM maakt geen plaatje door magnetische veranderingen te meten, maar door de beweging van het verlengstukje te meten. Het sample dat op het uiteinde zit, beweegt langs enkele laserstralen Deze laserstralen tasten als het ware het oppervlak van het sample af. Met andere woorden: de magnetische krachten moeten het verlengstukje met het sample in beweging brengen. Deze techniek heet Magnetic Resonance Force Microscopy (MRFM). Hiermee heeft IBM een scan gemaakt van het tobacco mosaic virus.

Minuscule chips

Hersenwetenschappers kunnen met de scanner van IBM helaas niet beter in ons brein kijken. Het is zelfs onmogelijk om levende hersenen te bekijken, omdat er een stukje weefsel op het uiteinde van het verlengstukje geplakt moet worden. De onderzoekers van IBM zien de voordelen van de scanner vooral in materiaalstudies – alles van eiwitten tot minuscule chips wordt met deze techniek zichtbaar.