Први рендген на свету једног атома

Размишљање о рендгенским зрацима може изазвати успомене на сломљене кости или зубне прегледе. Али ово високо активно светло може нам показати више од само наших костију: такође се користи за проучавање молекуларног света, па чак и биохемијских реакција у реалном времену. Али један проблем је што истраживачи никада нису били у могућности да проуче један атом користећи рендгенске зраке. Досад.

Научници су успели да окарактеришу један атом користећи рендгенске зраке. Не само да су могли да разликују тип атома које су видели (постојала су два различита атома), већ су такође могли да проуче хемијско понашање које ови атоми показују.

„Атоми се могу рутински сликати помоћу микроскопа за скенирање, али без једног по једног, а ми можемо истовремено да меримо њихово хемијско стање изјава.

„Када то будемо могли да урадимо, можемо пратити материјале до крајње границе од само једног атома. Ово ће имати огроман утицај на животну средину и медицинску науку и можда ће се пронаћи лек који би могао имати огроман утицај на човечанство. Ово откриће ће променити свет.“

Рад је могао да прати атом гвожђа и атом тербијума, елемент који је део такозваних ретких земних метала. Оба су уметнута у своје молекуларне домаћине. Конвенционални рендгенски детектор је допуњен додатним специјалним детектором. Потоњи је имао специјализован оштар метални врх који је морао бити постављен близу узорка да би се сакупили електрони побуђени рендгенским зрацима. Кроз мерења која је прикупила странка, тим је успео да утврди да ли је у питању гвожђе или тербијум, и то није све.

„Открили смо и хемијска стања појединачних атома“, објаснила је Хала. „Упоређујући хемијска стања атома гвожђа и атома тербијума унутар њихових молекуларних домаћина, откривамо да је атом тербијума, ретки земни метал, прилично изолован и да не мења своје хемијско стање док атом гвожђа снажно реагује са својим атомима. . Океан.“

Сигнал који је детектор видео упоређен је са отиском прста. Омогућава истраживачима да разумеју састав узорка, као и да проучавају његова физичка и хемијска својства. Ово може бити критично за побољшање перформанси и примену разних уобичајених и неуобичајених материјала.

„Коришћена техника и концепт приказан у овој студији отворили су нове хоризонте у науци о рендгенским зрацима и студијама наноразмера“, рекао је Толулопе Мицхаел Ајаии, који је први аутор рада и ради овај посао као део своје докторске тезе. „Штавише, коришћење рендгенских зрака за откривање и карактеризацију појединачних атома могло би да револуционише истраживање и генерише нове технологије у областима као што су квантне информације и детекција елемената у траговима у еколошким и медицинским истраживањима, да споменемо само неке. Ово достигнуће такође отвара пут за нове научни алати.“ Напредни материјали.

Студија је објављена у часопису природа.

Претходна верзија овог чланка објављена је у мај 2023.