Мысли о рентгене могут вызвать воспоминания о сломанных костях или стоматологических осмотрах. Но этот чрезвычайно энергичный свет может показать нам больше, чем просто наши кости: он также используется для изучения молекулярного мира и даже биохимических реакций в режиме реального времени.

Одна проблема, однако, заключается в том, что исследователям никогда не удавалось изучить отдельный атом с помощью рентгеновских лучей. До настоящего времени.

Ученые смогли охарактеризовать отдельный атом с помощью рентгеновских лучей. Им удалось не только различить тип атомов, которые они видели (их было два разных), но и изучить химическое поведение этих атомов.

«Атомы можно регулярно визуализировать с помощью сканирующих зондовых микроскопов, но без рентгеновских лучей невозможно сказать, из чего они сделаны. Теперь мы можем точно определить тип конкретного атома, по одному атому за раз, и можем одновременно измерить его химическое состояние», - сказал старший автор исследования профессор Со Вай Хла из Университета Огайо и Аргоннской национальной лаборатории. «Как только мы сможем это сделать, мы сможем отследить материалы вплоть до предельного предела всего в один атом. Это окажет большое влияние на науку об окружающей среде и медицину и, возможно, даже найдет лекарство, которое может оказать огромное влияние на человечество. Это открытие изменит мир».

В ходе работы удалось отследить атом железа и атом тербия, элемента, входящего в состав так называемых редкоземельных металлов. К обычному рентгеновскому детектору был добавлен дополнительный специальный. Этот последний имел специальный острый металлический наконечник, который нужно было поместить очень близко к образцу, чтобы собрать электроны, возбужденные рентгеновским излучением. Из измерений, собранных наконечником, команда могла сказать, было ли это железо или тербий, и это еще не все.

«Мы также обнаружили химические состояния отдельных атомов, - объяснил Хла. «Сравнивая химические состояния атома железа и атома тербия внутри соответствующих молекулярных матриц, мы обнаруживаем, что атом тербия, редкоземельного металла, довольно изолирован и не меняет своего химического состояния, в то время как атом железа сильно взаимодействует с его окружением».

Сигнал, увиденный детектором, сравнивают с отпечатками пальцев. Это позволяет исследователям понять состав образца, а также изучить его физические и химические свойства. Это может иметь решающее значение для повышения производительности и применения различных распространенных и не очень распространенных материалов.

«Используемый метод и концепция, проверенная в этом исследовании, открыли новые возможности в области рентгеновских исследований и исследований наноразмеров», - сказал Толулоп Майкл Аджайи, который является одним из авторов статьи и выполняет эту работу в рамках своей докторской диссертации. «Более того, использование рентгеновских лучей для обнаружения и характеристики отдельных атомов может произвести революцию в исследованиях и породить новые технологии в таких областях, как квантовая информация и обнаружение микроэлементов в экологических и медицинских исследованиях, и это лишь некоторые из них. Это достижение также открывает дорогу передовым приборам для материаловедения».

IFLScience

Подробнее читайте на kapital-rus.ru ...