Magnetska rezonancija ili MR (eng. Magnetic Resonance Imaging ili MRI) obično se koristi u bolnicama za skeniranje tijela pacijenata. Istraživači iz Švicarske pokušali su proširiti tehniku za proučavanje nečeg mnogo manjeg - sve do jednog virusa s atomskom razlučivosti.

Tijekom tipičnog MR skeniranja, uređaj primjenjuje magnetsko polje na subjekt, prisiljavajući jezgre vodika, koje su napravljene od protona, da se poravnaju s poljem. Radio val se zatim primjenjuje kako bi se protoni izbacili iz poravnanja s magnetskim poljem, prije nego što se isključi, što onda uzrokuje da se protoni ponovno ljuljaju u poravnanje s magnetskim poljem. Ovo titranje protona može se izmjeriti putem magnetske indukcije i koristiti za mapiranje molekula vode i masti u cijelom ljudskom tijelu.

U istraživačkim laboratorijima, međutim, znanstvenici koriste MR uređaje s malo drugačijim dizajnom kako bi proučavali stvari mnogo manje od ljudskog tijela s mnogo većom preciznošću.

Umjesto korištenja magnetske indukcije za mjerenje titrajnih protona, jedna tehnika postavlja predmet proučavanja na dugu, tanku sondu - nosač - koja se pomiče zbog sile titrajnih protona.

Trenutni najsuvremeniji sustavi mogu mjeriti te sile do samo 5-10 atonjutna, ili otprilike na težinu jednog lanca DNK. Moguće je izraditi tanje i osjetljivije nosače koristeći materijale kao što su ugljikove nanocijevi. Međutim, to bi otežalo korištenje uređaja jer bi svaki put uključivalo postavljanje uzorka na nanometarske cijevi.

Dizajn grupe na ETH Zurichu u Švicarskoj zamjenjuje tanušni nosač s poskakujućim "trampolinom" izrađenim od 40-nanometarske ploče od silicijevog nitrida perforiranog s rupama.

Istraživači još nemaju mogućnost primjene i kontrole magnetskog polja i radio valova, što će biti potrebno prije nego što uređaj može funkcionirati kao MR uređaj. Međutim, oni su testirali glavni element u svom dizajnu na zlatnim nanočesticama i uzorcima virusa. Koristeći laser umjesto magnetskog polja i radio valova za induciranje vibracija u membrani, sondom su izmjerili interakcije između atoma na površini uzoraka i zacrtali oblike uzoraka. Istraživanje je objavljeno u časopisu Physical Review Applied.

Konstrukcija membrane će se morati poboljšati, budući da je trenutno osjetljiva samo na 280 atonjutna, daleko od cilja od 0,1 atonjutna. To bi moglo biti izazovno, budući da bi se alternativni materijali poput grafena mogli pokazati težim za proizvodnju, rekao je Alexander Eichler, jedan od istraživača koji je proveo studiju.

MR uređaj sposoban za snimanje na atomskoj razini imao bi širok raspon primjena. Na primjer, mogao bi drastično ubrzati proučavanje virusa, omogućujući virolozima da vide strukturu novog virusa za nekoliko tjedana umjesto nekoliko mjeseci.