Studie: wetenschappers gebruiken röntgenstralen om voor het eerst een enkel atoom te identificeren
door Clyde Hughes
Miami FL (UPI) 31 mei 2023
Voor de eerste keer hebben wetenschappers het eerste röntgensignaal van een enkel atoom genomen, waarbij een dergelijke detectie het potentieel heeft om een revolutie teweeg te brengen in wetenschapsgebieden zoals kwantuminformatie, nanotechnologie en milieu- en medisch wetenschappelijk onderzoek, aldus auteurs van een nieuwe studie. .
Resultaten van het onderzoek uitgevoerd door een team onder leiding van Argonne National Laboratory-wetenschapper Saw Wai Hla naar de baanbrekende röntgenprestatie werden woensdag gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.
De kleinste massa die een röntgenfoto doorgaans kan detecteren, is een attogram, dat is ongeveer 10,000 atomen, maar wetenschappers hebben lang gezocht naar een manier om kleinere massa's te identificeren.
In hun paper gebruikten Hla en collega-onderzoekers een speciaal gebouwd synchrotron-röntgeninstrument bij de XTIP-bundellijn van Advanced Photon Source en het Center for Nanoscale Materials in het Argonne-lab.
"Atomen kunnen routinematig in beeld worden gebracht met scanning-sondemicroscopen, maar zonder röntgenstralen kan men niet zeggen waar ze van gemaakt zijn", zei Hla, een natuurkundeprofessor aan de Ohio University, in een persbericht.
"We kunnen nu precies het type van een bepaald atoom detecteren, één atoom tegelijk, en tegelijkertijd de chemische toestand ervan meten.
“Als we dat eenmaal kunnen, kunnen we de materialen traceren tot de uiterste limiet van slechts één atoom. Dit zal een grote impact hebben op de milieu- en medische wetenschappen en misschien zelfs een remedie vinden die een enorme impact kan hebben op de mensheid. Deze ontdekking zal de wereld transformeren.”
Als test namen de onderzoekers een ijzeratoom en een terbiumatoom en plaatsten ze beide in hun respectievelijke moleculaire gastheren.
Om het röntgensignaal van één atoom te detecteren, vulden ze conventionele detectoren in röntgenstraling aan met een gespecialiseerde detector gemaakt van een scherpe metalen punt die extreem dicht bij het monster was geplaatst om door röntgenstraling geëxciteerde elektronen te verzamelen, bekend als synchrotron-röntgenstraling. scanning tunneling microscopie of SX-STM.
Hla heeft de afgelopen 12 jaar gewerkt aan het verfijnen van SX-STM.
"De gebruikte techniek en het concept dat in deze studie is bewezen, waren baanbrekend in de röntgenwetenschap en studies op nanoschaal", zegt Tolulope Michael Ajayi, de eerste auteur van het artikel, die het onderzoek doet als onderdeel van zijn proefschrift.
"Meer nog, het gebruik van röntgenstralen om individuele atomen te detecteren en te karakteriseren, zou een revolutie teweeg kunnen brengen in het onderzoek en nieuwe technologieën kunnen opleveren op gebieden zoals kwantuminformatie en de detectie van sporenelementen in milieu- en medisch onderzoek, om er maar een paar te noemen.
"Deze prestatie opent ook de weg voor geavanceerde materiaalwetenschappelijke instrumentatie."
Samen met wetenschappers van de Ohio University en het Argonne-lab waren andere onderzoekers die aan het onderzoek deelnamen afkomstig van de University of Illinois-Chicago.
Atoomidentificatie vertegenwoordigt een nieuwe doorbraak voor het gebruik van röntgenstraling, dat op een groot aantal verschillende gebieden wordt gebruikt, van medische onderzoeken tot veiligheidsonderzoeken op luchthavens, om de samenstelling van rotsen op afstand op Mars te onderzoeken.
Gerelateerde Links
Tijd en ruimte begrijpen
- Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
- PlatoAiStream. Web3 gegevensintelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
- De toekomst slaan met Adryenn Ashley. Toegang hier.
- Koop en verkoop aandelen in PRE-IPO-bedrijven met PREIPO®. Toegang hier.
- Bron: https://www.spacedaily.com/reports/Study_Scientists_use_X-ray_to_identify_single_atom_for_first_time_999.html
