Сегодня 01 апреля 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Впервые получено рентгеновское изображение одиночного атома

Учёные впервые получили рентгеновское изображение одиночного атома, выделив его среди сотен тысяч других рядом с ним. Подобно обычным рентгеновским снимкам из поликлиники, индивидуальная рентгеновская картинка атома может многое рассказать о нём, а это выведет анализ материалов и веществ на невероятный уровень и способно самым сильным образом повлиять на нашу с вами жизнь.

 Источник изображения: Saw-Wai Hla

Источник изображения: Saw-Wai Hla

Учёные достаточно давно научились получать изображения отдельных атомов с помощью электронно-силовой микроскопии, но распознать в них отдельные химические элементы и тем более узнавать об их химической активности — это оставалось далеко за пределами мечтаний. Новый метод позволяет не только узнать атом какого элемента мы обнаружили, но также даёт информацию о его взаимодействии с другими элементами и то, насколько оно сильное.

Чувствительность аналитических приборов к одиночным атомам невозможно переоценить. Это может перевернуть мир, считают разработчики метода. Исследователи в области материаловедения и биохимии смогут узнать об образцах абсолютно всё, что поможет в поиске лекарств и в создании материалов с массой удивительных свойств.

 Изображение кольцеобразной супрамолекулы, в которой во всем кольце присутствует только один атом Fe.

Изображение молекулы с единственным атомом железа

Работу по исследованию свойств одиночных атомов представили химики из Китая, США и Франции. Статья вышла в издании Nature. Для эксперимента использовался синхротрон APS в Аргоннской национальной лаборатории. С его помощью проводился рентгеноструктурный анализ образцов и, собственно, отдельных атомов.

Современная наука дошла до того, что рентгеноструктурный анализ определяет химические свойства веществ при исследовании как минимум 10 000 атомов в образце. Новая методика улучшает детектирование на четыре порядка, что кажется просто невероятным. Тем не менее, в образцах с ионами железа и катионами тербия учёные смогли уверенно детектировать сигналы от отдельных атомов железа и тербия. Более того, они получили из сигнала информацию о степени химической активности каждого из атомов и то, насколько сильно они взаимодействовали с окружающими их атомами других веществ.

 Слева изображение молекулы с единчтвенным атомом железа, а справа кривая тока через детектор, обнаруживающая железо и его химическую активность

Слева изображение молекулы с единственным атомом железа, а справа кривая тока через детектор, обнаруживающая железо и его химическую активность

Процесс анализа выглядел следующим образом. К образцу подводили кончик тончайшего зонда детектора и вели им над материалом в такой близости, чтобы электроны могли туннелировать с атомов на детектор (это расстояние в пределах нанометра). Сами электроны или, точнее — фотоэлектроны, выбивались рентгеновским излучением из атомов в образце. Поскольку электроны выбивались из так называемых остовных или нижних уровней, то по пути к детектору они проходили сквозь верхние орбитали и фактически собирали информацию о химической активности конкретного атома и о самом атоме. Атомы железа и тербия были надёжно детектированы этим методом, но для практического внедрения, вероятно, дело дойдёт ещё не скоро.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
«Загрузки быстрее, чем в Doom (2016)»: эксперт Digital Foundry остался в восторге от Doom: The Dark Ages 56 мин.
Консоли задержат релиз постапокалиптического стелс-экшена Steel Seed от создателей Close to the Sun — объявлена новая дата выхода 3 ч.
Всего за несколько дней в Atomfall сыграло более 1,5 миллиона человек — это лучший старт в 32-летней истории разработчиков 4 ч.
ИИ-модель Llama запустили на ПК из прошлого тысячелетия на базе Windows 98 4 ч.
Nintendo подтвердила рекордную продолжительность презентации Switch 2 и устроит две демонстрации игр для консоли 5 ч.
ChatGPT остаётся самым популярным чат-ботом с ИИ, но у конкурентов аудитория тоже растёт 6 ч.
Google сделает сквозное шифрование в Gmail доступным для всех 6 ч.
Антиутопия на колёсах: новый геймплейный трейлер раскрыл дату выхода приключения Beholder: Conductor про кондуктора легендарного поезда 6 ч.
Путин запретил госорганам и банкам общаться с клиентами через иностранные мессенджеры 6 ч.
Разработчик приложений для российской ОС «Аврора» приостановил работу — сотрудникам перестали платить зарплату 6 ч.
Segway выпустила в России электросамокаты с запасом хода до 138 км и разгоном до 80 км/ч 25 мин.
Garmin представила смарт-часы Vivoactive 6 с мониторингом энергии пользователя за $300 38 мин.
Экспериментальный мозговой имплантат на лету превратил мысли пациента в беглую речь 49 мин.
В Калифорнии зарядных станций для электромобилей теперь на 48 % больше, чем бензоколонок 4 ч.
Японская Rapidus к концу апреля запустит опытное производство 2-нм чипов 6 ч.
В Лондоне появится экобезопасный ЦОД AWS для ленточных накопителей 8 ч.
Blue Origin выяснила, почему потеряла многоразовую ступень ракеты New Glenn при первом запуске 8 ч.
Arm намерена занять 50 % рынка чипов для ЦОД к концу 2025 года — NVIDIA ей в этом поможет 9 ч.
Bharti Airtel подключила Мумбаи к мировой сети с помощью кабеля 2Africa Pearls с пропускной способностью 100 Тбит/с 9 ч.
Европа технически готова построить суперколлайдер будущего, который будет втрое больше БАКа 9 ч.