Badacze uzyskują nanoobrazy z mikroskopu rentgenowskiego
Międzynarodowy zespół naukowców wykorzystał mikroskop rentgenowski do stworzenia trójwymiarowego obrazu nanokryształu. Wyniki te, zaprezentowane w czasopiśmie Nature, torują drogę do ostatecznego celu, jakim jest wykonywanie zdjęć pojedynczych cząsteczek w akcji, co miałoby ogromne znaczenie dla badaczy nanotechnologii na całym świecie. Przez wiele lat materiałoznawcy wykorzystywali mikroskopy elektronowe do uzyskiwania szczegółowych obrazów przedmiotów i materiałów. Jednakże często wymaga to pocięcia badanego obiektu na niezmiernie cienkie warstwy, co rzadko jest łatwe i może zmienić właściwości analizowanego materiału. Natomiast zdolność promieni rentgenowskich do głębszej penetracji przedmiotów umożliwia naukowcom oglądanie nanocząsteczek w trzech wymiarach bez konieczności ich niszczenia. Dokonane w ostatnim okresie postępy techniczne oznaczają, że źródła twardego promieniowania X (o niezwykle małej długości fali) są obecnie łatwo dostępne, co pozwala na prowadzenie takich badań. Naukowcy kierowani przez Iana Robinsona z University College w Londynie wykorzystali technikę zwaną obrazowaniem koherentnej dyfrakcji promieniowania X, by uzyskać obraz nanocząsteczki ołowiu mającej tylko 750 nm szerokości. Kiedy kryształy odbijają promieniowanie rentgenowskie, tworzą się ciekawe wzory. Wzory te mogą być przekształcone matematycznie tak, aby utworzyły obraz obiektu w trzech wymiarach. Na obrazie widoczne są nie tylko płaskie ścianki cząsteczki, ale także skaza, związana z punktem, w którym kryształ został wyhodowany na swojej szklanej podstawie. Naukowcy zauważają, że rozdzielczość, którą osiągnęli, 40 nm, może zostać poprawiona po opracowaniu lepszych detektorów i elementów optycznych lub zastosowaniu silniejszych źródeł promieniowania rentgenowskiego. Kiedy do tego dojdzie, metody opisane w artykule mogłyby doprowadzić do uzyskania rozdzielczości atomowej. W tekście towarzyszącym Eric D. Isaacs z Center for Nanoscale Materials w Illinois wyjaśnia, dlaczego takie postępy w obrazowaniu są tak ważne dla badaczy w dziedzinie nanotechnologii. Mechaniczne, elektryczne i termodynamiczne właściwości nanocząsteczek są zdeterminowane ich powierzchnią i stykiem z innymi materiałami. Autor wskazuje, że przyłączenie pojedynczej molekuły do powierzchni nanokryształów będących półprzewodnikami może zmienić ich zachowanie elektroniczne i optyczne. "By opracowywać materiały o pożytecznych właściwościach musimy najpierw zrozumieć, jakie jest powiązanie tych właściwości ze strukturą atomową i chemią powierzchni", pisze dr Isaacs. "Robinson i współpracownicy zrobili znaczący krok naprzód w realizacji potencjału mikroskopu rentgenowskiego."