由浦项科技大学主办 弹性应变分析信用:POSTECH 它比太阳光亮数百万万亿倍，高达1，000万亿分之一秒，被恰当地称为“瞬时光”——开启新科学范式的x光自由电子激光(XFEL)
将它与人工智能相结合，一个国际研究小组成功地拍摄并恢复了与病毒结构相似的纳米粒子的三维结构
由于担心新冠肺炎病毒会在世界范围内引发新的大流行，这一发现吸引了学术界的关注，因为它以高精度和高速度对病毒结构进行了成像
一个由来自新加坡国立大学、韩国科学技术研究院、地理信息系统和国际宇宙研究所的研究人员组成的国际团队已经成功地分析了纳米粒子三维结构中的结构不均匀性，他们使用韩国浦项加速器实验室的XFEL每秒辐射数千个纳米粒子，并通过机器学习恢复三维多模型
宋长勇教授和博士领导的研究小组
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POSTECH物理系的候选人Do Hyung Cho推动国际研究合作实现了这一目标
纳米粒子有一种独特的功能，这种功能可能无法从天然的大块材料中获得，人们可以通过设计三维结构和组成元素的组成来控制它们的物理和化学性质
纳米粒子和病毒的共同点是它们以独立粒子的形式存在，而不是晶体规则的周期性排列，因此，它们的结构在纳米水平上是不均匀的
为了精确理解它们的结构，有必要使用从数千到数十万个样本的结构的整体分布来统计分析单个粒子的结构
然而，电子显微镜常常不能提供足够的穿透力来限制被探测样品的尺寸；传统的x光可能会因x光辐射本身而损坏样品，使其难以获得足够的分辨率
浦项加速器实验室的帕尔-XFEL信贷:邮政 研究小组克服了传统方法的实际局限性，利用x光自由电子激光和机器学习方法，在纳米水平上观察了数千个纳米粒子的三维结构的统计分布
结果，获得了尺寸为300纳米的纳米粒子的三维结构，分辨率优于20纳米
这一成就对于使用机器学习来恢复数千个纳米粒子的三维结构尤为重要
由于传统的单粒子成像技术通常假设样品具有相同的三维结构，因此在样品结构不均匀的实际实验数据中很难恢复该结构
然而，随着这次多模型的引入，研究人员成功地恢复了具有代表性的三维结构
这项研究将纳米粒子分为四种主要形状，并证实其中约40%具有相似的结构
学分:浦项科技大学 此外，通过对修复后的三维结构进行定量分析，国际研究合作小组还发现了伴随纳米颗粒特征多面体结构和不均匀密度分布的内部弹性应变分布
“这些发现使得观察具有不均匀分布的内部分子的非晶态病毒标本的三维结构成为可能，”POSTECH的宋长勇教授解释说
“通过机器学习将三维图像恢复算法加入其中，显示出应用于研究生物体内的大分子结构或病毒的前景
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