Po raz pierwszy zespół naukowców zobrazował pojedynczy atom za pomocą promieni rentgenowskich.
Zgodnie z wynikami badań opublikowanych w czasopiśmie Nature, zastosowana metoda oferuje transformacyjną przewagę nad innymi technikami. „Atomy można rutynowo obrazować za pomocą mikroskopów z sondami skanującymi, ale bez promieni rentgenowskich nie można powiedzieć, z czego są zbudowane” – powiedział w komunikacie prasowym współautor badania Sai Wai Hla, fizyk z Ohio University i Argonne National Laboratory.
„Możemy teraz dokładnie wykryć typ konkretnego atomu, po jednym atomie na raz, i jednocześnie możemy zmierzyć jego stan chemiczny” – dodał Hla. „Robiąc to możemy prześledzić każdy materiał aż do ostatecznej granicy – zaledwie jednego atomu”.
Według naukowców przed przełomową techniką obrazowania rentgenowskiego Hla i jego zespołu można było celować tylko w grupy około 10.000 lub więcej atomów.
Powodem tego ograniczenia był fakt, że sygnał rentgenowski emitowany przez pojedynczy atom był po prostu zbyt słaby, aby można go było wykryć konwencjonalnymi metodami. Aby temu zaradzić, naukowcy wykorzystali technikę zwaną synchrotronową rentgenowską skaningową mikroskopią tunelową lub SX-STM (z ang. synchrotron X-ray scanning tunneling microscopy).
Krótko mówiąc, SX-STM łączy obrazowanie rentgenowskie ze specjalistycznym mikroskopem, który może obrazować powierzchnie atomowe za pomocą niezwykle cienkiej końcówki przewodzącej, która tuneluje elektrony wzbudzone przez promieniowanie rentgenowskie. Hla opisuje te powstałe elektrony jako posiadające widma, które są jak pierwiastkowymi „odciskami palców”, które można dokładnie zidentyfikować, z jakim atomem mamy do czynienia.
Zarówno synchrotronowe skanowanie rentgenowskie, jak i STM to stare techniki, ale ich połączenie okazało się trudne. Hla i jego zespół spędzili ostatnie 12 lat na doskonaleniu swojej techniki.
W swoich najnowszych odkryciach zespół wykorzystał SX-STM do zobrazowania atomu żelaza i atomu terbu wewnątrz gospodarza molekularnego i był w stanie wykryć poszczególne stany chemiczne obu cząstek.
„Porównując stany chemiczne atomu żelaza i atomu terbu w odpowiednich gospodarzach molekularnych, stwierdzamy, że atom terbu, metalu ziem rzadkich, jest raczej izolowany i nie zmienia swojego stanu chemicznego, podczas gdy atom żelaza silnie oddziałuje z jego otoczeniem.”
W przyszłości może to pozwolić naukowcom na bardziej precyzyjne manipulowanie atomami zawartymi w cząsteczkach, a Hla nie przebiera w słowach, jak wielka może to być sprawa.
„To odkrycie zmieni świat” – powiedział.
➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!
źródło: Ohio University i Argonne National Laboratory | Futurism (The Byte)
Od 2005 roku zajmuję się komunikacją internetową i e-marketingiem, jestem pasjonatem urządzeń mobilnych oraz nowych technologii – i nie waham się ich używać.