冲绳科学技术研究所（OIST）的研究人员报告说，使用石墨烯薄膜可以大大提高电子显微镜图像的质量。

电子显微镜依靠电子束（而不是光）来照射目标样品。电子束撞击样品，由此产生的电子散射使科学家能够建立准确的目标图像。这种新开发的独特显微镜甚至不再依赖光学镜头，而是使用探测器来显示哪些电子撞击微小病毒样本并通过计算机算法重建图像。此外，虽然传统的电子显微镜需要高能电子，但这种显微镜专注于低能电子，如果可以克服相关的技术问题，它可能在成像病毒方面更有效。

然而，使用低能电子确实存在明显的缺点：由于其对物质的高灵敏度，低能电子束将与目标样品相互作用，但也与其他所有物质相互作用（如样品所在的支撑板和薄膜） ）。生成的图像不会将学习材料与背景区分开来。为了抵消这种影响，使用了石墨烯; 研究人员合成了一层由单层石墨烯制成的薄膜，其上将展示生物样本，如他们研究的病毒。石墨烯具有高导电性，确保低能电子与背景石墨烯层的相互作用非常小，而且与病毒样品的相互作用更为明显，并且具有很强的对比度。这种高导电性也可以防止“充电” 胶片上积累的电子会使最终图像失真。薄膜的薄度也提供了更亮的背景，与传统的碳膜相比，与研究材料形成了更好的对比。

然而，石墨烯薄膜不易处理。它非常清楚，它需要一尘不染，没有任何污染物，导致OIST科学家开发出一种精心清洁石墨烯薄膜的技术。将病毒样品加载到石墨烯薄膜上也存在问题 - 它是油性的，而生物制剂通常是水基的。它们不会很好地混合：如果你只是将病毒添加到胶片上，结果是病毒在分散的密集斑点中粘附在一起，从而无法揭示个别细节。为了解决第二个问题，研究人员采用离心力将病毒散布到整个薄膜表面，防止它们形成团块。

所有这些努力的结果是更高分辨率的病毒壳图片，其形状和形态细节可以提供如何对抗它们的线索。为了证明他们的成功工作，OIST的研究人员使用了噬菌体T4，这是一种众所周知的攻击特定细菌的病毒。使用石墨烯和低压电子束使它们能够显示出微小的细节，就像病毒用来钩住细菌猎物的纤维状肢体一样，以前在传统的碳膜上是不可见的。

该团队已在开展下一步工作，以进一步提高图像质量。为了重建图像并研究未来各种类型标本的形态，能够以如此微小的比例自信地比较生物材料的显微图像，需要样本之间具有非常高的一致性。为了达到这个条件，研究人员正在开发一种强有力的方法来通过在无菌真空中将它们喷射到石墨烯薄膜上来制备病毒。微小的病毒将无法长时间隐藏在视线之外。