A világ első röntgenfelvétele egyetlen atomról

A röntgenfelvételekre való gondolás felidézheti a csonttörések vagy a fogorvosi vizsgálatok emlékeit. Ez a rendkívül aktív fény azonban nemcsak a csontjainkat mutatja meg nekünk: a molekuláris világ, sőt a biokémiai reakciók valós időben történő tanulmányozására is használják. De az egyik probléma az, hogy a kutatók soha egyetlen atomot sem tudtak röntgensugárzással tanulmányozni. Eddig.

A tudósoknak egyetlen atomot sikerült jellemezniük röntgensugárzással. Nemcsak az általuk látott atomok típusát tudták megkülönböztetni (két különböző atom volt), hanem az atomok kémiai viselkedését is tanulmányozhatták.

„Az atomok rutinszerűen leképezhetők pásztázó mikroszkópokkal, de egyszerre One nélkül, és ezzel egyidejűleg mérhetjük a kémiai állapotukat is nyilatkozat.

„Amint képesek vagyunk erre, nyomon követhetjük az anyagokat a végső határig, mindössze egy atomig. Ez óriási hatással lesz a környezet- és orvostudományra, és talán sikerül olyan gyógymódot találni, amely óriási hatással lehet az emberiségre. Ez a felfedezés megváltoztatja a világot.”

A munkával sikerült nyomon követni egy vasatomot és egy terbiumatomot, egy olyan elemet, amely az úgynevezett ritkaföldfémek közé tartozik. Mindkettő beépül a molekuláris gazdáikba. A hagyományos röntgendetektort egy további speciális detektor egészíti ki. Ez utóbbinak speciális éles fémhegye volt, amelyet a minta közelében kellett elhelyezni, hogy összegyűjtse a röntgensugárzás által gerjesztett elektronokat. A párt által összegyűjtött mérések alapján a csapat meg tudta állapítani, hogy vasról vagy terbiumról van-e szó, és ez még nem minden.

„Felfedeztük az egyes atomok kémiai állapotát is” – magyarázta Hala. „A vasatom és a terbium atom kémiai állapotának összehasonlításával a molekuláris gazdaszervezeteikben azt találjuk, hogy a terbium atom, egy ritkaföldfém, meglehetősen elszigetelt, és nem változtatja meg kémiai állapotát, miközben a vasatom erős kölcsönhatásba lép az atomjaival. . Az óceán.”

A detektor által látott jelet ujjlenyomattal hasonlították össze. Lehetővé teszi a kutatók számára a minta összetételének megértését, valamint fizikai és kémiai tulajdonságainak tanulmányozását. Ez kritikus lehet a teljesítmény javítása és a különféle gyakori és szokatlan anyagok alkalmazása szempontjából.

„A tanulmányban használt technika és a bemutatott koncepció új távlatokat nyitott a röntgentudományban és a nanoméretű vizsgálatokban” – mondta Tolulope Michael Ajayi, aki a tanulmány első szerzője, és ezt a munkát doktori disszertációja részeként végzi. „Sőt, a röntgensugarak használata az egyes atomok kimutatására és jellemzésére forradalmasíthatja a kutatást, és új technológiákat hozhat létre olyan területeken, mint a kvantuminformáció és a nyomelemek kimutatása a környezeti és orvosi kutatásban, hogy csak néhányat említsünk tudományos eszközök.” Fejlett anyagok.

A tanulmány a folyóiratban jelenik meg természet.

A cikk korábbi verziója megjelent: 2023. május.