Petek, 29. marec 2024

namizje v4.2.1

Root NationНовиниIT noviceZnanstveniki so naredili prvo rentgensko sliko enega atoma na svetu

Znanstveniki so naredili prvo rentgensko sliko enega atoma na svetu

-

Znanstveniki z Univerze Ohio in Univerze Illinois so lahko dobili osupljivo sliko enega samega atoma zahvaljujoč uporabi rentgenske tehnologije. O tem poroča v sporočilo za javnost Univerza Ohio.

Znanstveniki so naredili prvo rentgensko sliko enega atoma na svetu

Od odkritja rentgenskih žarkov v poznih 1800. stoletjih so ti postali pomembno orodje na številnih področjih. To je vrsta elektromagnetnega sevanja z zelo visoko energijo in kratko valovno dolžino, njegova sposobnost prodiranja skozi snov pa naredi žarek zelo uporaben za slikanje v medicini, znanosti o materialih, arheologiji in astrofiziki.

Tradicionalne metode odkrivanja rentgenskih žarkov pa se opirajo na interakcijo rentgenskih žarkov s številnimi atomi v vzorcu, da ustvarijo zaznaven signal. To je posledica dejstva, da je signal, ki ga ustvari en sam atom, izjemno šibek, zato ga je težko ločiti od hrupa v ozadju.

Znanstveniki so naredili prvo rentgensko sliko enega atoma na svetu
Rentgenski žarki (modri) padejo na atom železa (rdeča krogla v sredini). Vzbujeni elektroni preidejo na konico detektorja (siva barva) in zagotovijo elementarne in kemijske informacije o atomu železa.

Prejšnje merilo za najmanjšo količino, ki bi jo lahko osvetlili rentgenski žarki, je bilo 10 atomov in v primerjavi s tem je ta dosežek revolucionaren. Lahko bi spremenil način, kako znanstveniki in raziskovalci odkrivajo materiale. Za svojo študijo so znanstveniki izbrali atom železa in terbija.

Običajni detektorji rentgenskih žarkov so bili modificirani z ostro kovinsko konico v kombinaciji s sinhrotronsko rentgensko skenirajočo tunelsko mikroskopijo (SX-STEM), ki se uporablja predvsem za slikanje v nanometrskem merilu in karakterizacijo materiala, za odkrivanje elektronov, ki jih vzbujajo rentgenski žarki iz posameznih atomov.

Znanstveniki so naredili prvo rentgensko sliko enega atoma na svetu
Supramolekula, kjer je v celotnem obroču prisoten le en atom železa. Na desni rentgenski podpis samo enega atoma železa.

Preprosto povedano, SX-STEM omogoča znanstvenikom uporabo rentgenskih žarkov za ogled elementov v materialu in razumevanje njegove kemične sestave. To se zgodi z vzbujanjem (ali energiziranjem) elektronov v jedru atoma. Ko elektroni absorbirajo rentgenske žarke in se vzburijo, ustvarijo edinstven prstni odtis. Zahvaljujoč temu odtisu znanstveniki določijo vrsto elementov, ki so prisotni v proučevanem materialu.

Znanstveniki so naredili prvo rentgensko sliko enega atoma na svetu
Supramolekularni sklopi šestih atomov rubidija in enega atoma železa. Skenirna tunelska mikroskopija je razkrila jasen signal enega samega atoma železa.

Ekipa je ugotovila, da so spektri absorpcije rentgenskih žarkov razkrili edinstvene podpise, ki ustrezajo atomom železa in terbija. Znanstveniki so dodatno uporabili metodo rentgenskega resonančnega tuneliranja (X-ERT) za karakterizacijo kemičnih stanj atomov in odkrili prevladujoč atom železa.

Znanstveniki so naredili prvo rentgensko sliko enega atoma na svetu
Slika SX-STM supramolekularnega sklopa terbija.

Zanimivo je, da so raziskovalci opazili, da je rentgenski signal mogoče zaznati le, ko je bila specializirana konica nameščena v neposredni bližini atoma. To je potrdilo, da je bila detekcija zelo lokalizirana in osredotočena na atom, ki je zanimal raziskovalce, kar je omogočilo podrobno karakterizacijo in analizo lastnosti in obnašanja atoma.

"Ta dosežek združuje sinhrotronsko rentgensko sevanje s postopkom kvantnega tuneliranja, da razkrije rentgenski podpis posameznega atoma in odpira številne zanimive smeri raziskav, vključno s preučevanjem kvantnih in magnetnih lastnosti samo enega atoma z uporabo sinhrotronskega rentgenskega žarka sevanja," poročajo znanstveniki.

Preberite tudi:

Prijavite se
Obvesti o
gost

0 Komentarji
Vdelana mnenja
Prikaži vse komentarje
Drugi članki
Naročite se na posodobitve

Nedavni komentarji

Popularno zdaj
0
Všeč so nam vaše misli, komentirajte.x