세계 최초 단일 원자의 엑스레이 달성

X-레이에 대해 생각하면 부러진 뼈나 치과 검사에 대한 기억이 떠오를 수 있습니다. 그러나 이 매우 에너지가 넘치는 빛은 우리의 뼈뿐만 아니라 분자 세계와 생화학 반응을 실시간으로 연구하는 데에도 사용됩니다. 그러나 한 가지 문제는 연구원들이 X선으로 단일 원자를 연구한 적이 없다는 것입니다. 지금까지.

과학자들은 X선을 사용하여 단일 원자를 특성화할 수 있었습니다. 그들은 그들이 보고 있는 원자의 유형(두 가지 유형이 있음)을 구별할 수 있었을 뿐만 아니라 이러한 원자가 나타내는 화학적 거동을 연구할 수도 있었습니다.

“원자는 스캐닝 프로브 현미경으로 일상적으로 이미지화할 수 있지만 X-선 없이는 원자가 무엇으로 만들어졌는지 알 수 없습니다. 성명.

“일단 우리가 이것을 할 수 있게 되면 우리는 단 하나의 원자 한계까지 물질을 추적할 수 있습니다. 이것은 환경 및 의학에 큰 영향을 미칠 것이며 인류에게 큰 영향을 미칠 수 있는 치료법을 찾을 수도 있습니다. .이 발견은 세상을 바꿀 것입니다.”

이 작업은 소위 희토류 금속의 일부인 원소인 철 원자와 테르븀 원자를 추적할 수 있었습니다. 둘 다 분자 호스트에 삽입되었습니다. 기존 X-ray 디텍터에 특수한 디텍터가 추가되었습니다. 후자는 X선으로 여기된 전자를 수집하기 위해 샘플에 매우 가깝게 배치되어야 하는 특수한 날카로운 금속 팁을 가지고 있었습니다. 팁에서 수집한 측정값을 통해 팀은 그것이 철인지 테르븀인지 알 수 있으며 그게 전부가 아닙니다.

“우리는 또한 개별 원자의 화학적 상태를 발견했습니다.”라고 Hla는 설명했습니다. “특수 분자 호스트 내에서 철 원자와 테르븀 원자의 화학적 상태를 비교함으로써 우리는 희토류 금속인 테르븀 원자가 다소 고립되어 있고 철 원자가 강한 상호 작용을 하는 동안 화학적 상태를 변경하지 않는다는 것을 발견했습니다. 주변.”

탐지기가 본 신호를 지문과 비교했습니다. 이를 통해 연구원은 샘플의 구성을 이해하고 물리적 및 화학적 특성을 연구할 수 있습니다. 이는 일반적이고 흔하지 않은 다양한 재료의 성능과 적용을 개선하는 데 중요할 수 있습니다.

“사용된 기술과 이 연구에서 입증된 개념은 X선 과학과 나노스케일 연구에서 새로운 지평을 열었습니다. 또한 X선을 사용하여 개별 원자를 감지하고 특성화하면 환경 및 의학 연구에서 양적 정보 및 미량 원소 감지와 같은 분야에서 연구에 혁명을 일으키고 새로운 기술을 생성할 수 있습니다. 이 성과는 또한 재료 과학에서 첨단 장치를 위한 길을 열어줍니다.”

이 연구는 저널에 게재되었습니다. 자연.