Füüsikud "Vt" 23.000 Üksiku Aatomi Asukoht Esimest Korda

{h1}

Esimest korda on teadlased täheldanud täpseid kohtumisi rohkem kui 23 000 aatomiga osakeses, mis on piisavalt väike, et need sobiksid ühe raku seina sees.

Esimest korda on teadlased täheldanud täpseid kohtumisi rohkem kui 23 000 aatomiga osakeses, mis on piisavalt väike, et need sobiksid ühe raku seina sees.

Uurimuse Lawrence Berkeley National Laboratory Peter Erciuse ja UCLA Jianwei Miao juhitud meeskond kasutas skaneeriva elektronmikroskoobi, et uurida rauast (Fe) ja plaatinast (Pt) tehtud osakest, mis oli vaid 8,4 nanomeetri ulatuses, nad teatasid eile (veebruar 1) ajakirjas Nature. (Nanomeetriks on miljardik element meeter, või 3,9 tolli).

Miks peaks keegi hoolitsema iga väikese aatomi asukoha eest? "Nanoosakestes loeb iga aatom," kirjutas Duisburg-Esseni ülikooli füüsik Michael Farle Saksamaal kaasasolevas loodusteaduste uudiste ja vaadete artiklis. "Näiteks mõnede Fe ja Pt aatomite suhteliste positsioonide muutmine FePt nanoosakestes muudab dramaatiliselt osakese omadusi, näiteks selle vastust magnetväljale." [Pildid: väike elu, mis ilmus uhketele mikroskoobi fotodele]

Elektronkiire

Skaneeriva elektronmikroskoobi abil suunatakse pildi loomiseks üle objekti pinna elektronide tala. See võimaldab teadlastel näha isegi väikseid detaile väikestest materjalide bittidest nagu kristallid ja valgumolekulid. "Kristlaste struktuuri kujundamiseks on väga võimas tehnika," ütles ta. "Kuid need peavad olema täiuslikud kristallid."

Tavaliselt, kui sellist elektronmikroskoopi kasutatakse kristallide või muu suure molekuli vaatamiseks, valatakse elektronid prooviga ja nad hajuvad, kui nad seda tabavad, pigem nagu Supermani poolt eraldatud kuulide vool rind. Pärast aatomite põrkumist elektronid tabasid detektorit ja sealt uurija saab vaadata, kus elektronid maanduvad, et vaadata aatomite paigutust kristallis või molekulis.

Probleem, Ercius ütles, on see, et pilt on ehitatud keskmisest, mis on saadud paljude aatomite või molekulide abil. See tähendab, et teadlased näevad mustrit, kuid see võib ainult sellele isikule öelda, mis on aatomite hulk, mitte kus igaüks tegelikult asub. [Pildigalerii: hämmastav peek sisemistele molekulidele]

Raud-plaatina nanoosakesed on mingi ebaregulaarne kristall. Kuid tavaline skannimismeetod ei tööta ka nende jaoks, sest aatomid on korraldatud ainulaadsete ja pisut ebaregulaarselt, ütles teadlaste sõnul. Niisiis pidid nad leidma uue viisi elektronmikroskoobi kasutamiseks: nad otsustasid uurida raua-plaatina osakest proovi paljudest erinevatest külgedest.

Üksiku aatomi leidmine

Selleks muutsid nad proovi ettevalmistamise viisi. Selle asemel, et see paigast välja jätta, paneb see spetsiaalsesse alusse, mis võimaldab neil pöörata ja kallutada oma raua- ja plaatinaosakesi, muutes oma orientatsiooni veidi pärast iga "pilti" elektronkiirega. Vastasel juhul kasutasid teadlased sama protsessi kui tavaliselt.

See lihtne muutus oli võimas: erinevad suundumused tekitasid hajutamise erinevaid mudeleid. Nanoosakeses 6569 rauda ja 16 627 plaatina aatomi täpset positsiooni arvutamiseks võiks kasutada erinevaid mustreid, mis võeti digitaalkaameratega sarnasesse detektorisse. See ei ole erinevalt objekti 3D-mudelist, pildistades paljudest nurkadest, mida animaatorid teevad rutiinselt. Farle'i sõnul jõudis nende tulemused aatomite asukohadeni umbes ühe kümnendiku võrra ühe aatomi läbimõõduni.

Tulevikus võib sellise täpse pildi saamine aidata materjalide teadlastel luua nanomeetrilises mõõtmes struktuure sellistes rakendustes nagu kõvakettad. Kõvaketta valmistajad tahavad valmistada pisikesi, peaaegu täiuslikke kristalle nii, et neid oleks võimalik magnetiseerida ja pikka aega magnetvälja hoida, märkis Ercius.

"Kõikidel kristallidel on defektid," ütles Ertsius. "Probleem on selles, kui nad saavad nanoosakesed, millel on neis naljakad vead. See tähendab, et nad saavad vaadata neid ja kuidas need mõjutavad, kuidas asjad toimivad."

Teades iga aatomi täpset asukohta, oleks ka teadlastel võimalik prognoosida, kuidas kristall võib kasvada. Ercius märkis, et just nüüd, kui materjalid teostavad teadlasi simulatsioone, peavad nad eeldama, et kristall kasvab kindlal viisil ja need eeldused suunavad oma prognoose tulevikule. Kui nad saaksid täpselt näha, kus aatomid on, võiksid nad täpsemini ennustada, milline kristall näeb välja, kui see on täis suuruseks kasvanud.

"Mis selles on nii hea, on see mõõtmetega häire," ütles Ertsius. "See võimaldab teil näha ainulaadseid objekte."

Algne artikkel WordsSideKick.com kohta.


Video Täiendada: .




Uurimistöö


Kuidas Boeing Dreamliner Töötab?
Kuidas Boeing Dreamliner Töötab?

Kes Leiutati Mikrolaineahi?
Kes Leiutati Mikrolaineahi?

Teadusuudised


2 Hämmastavaid Fotosid Catch Monsteri Äikesetõusu Lähenemisviisi
2 Hämmastavaid Fotosid Catch Monsteri Äikesetõusu Lähenemisviisi

Miks On Väikesed Muutused Maa Temperatuuril Suur Mõju?
Miks On Väikesed Muutused Maa Temperatuuril Suur Mõju?

Sahara Kõrb Kasvab. Siin On See, Mida See Tähendab
Sahara Kõrb Kasvab. Siin On See, Mida See Tähendab

Rämpstoitu Väljalülitamine Võib Põhjustada Loobumisvastaseid Sarnaseid Sümptomeid
Rämpstoitu Väljalülitamine Võib Põhjustada Loobumisvastaseid Sarnaseid Sümptomeid

Allergilised Ravimid: Millised Ravimid Ravivad Milliseid Sümptomeid
Allergilised Ravimid: Millised Ravimid Ravivad Milliseid Sümptomeid


ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com