Fogtak egy csipet sót a tudósok, aztán történt valami egészen váratlan
Egy amerikai kutatók által vezetett nemzetközi tudóscsapatnak sikerült olyan fémes nanocsövet készítenie, amire korábban még nem volt példa. Mindezt egy csipet só segítségével.
Egy német, japán és svájci tudósokból álló kutatócsoport olyan új röntgeneljárást fejlesztett ki, amely egyetlen optikai elem segítségével képes részletes felvételeket készíteni, valamint feltárni az anyag kémiai tulajdonságait. A megoldásnak köszönhetően a fejlett röntgenkísérletek gyorsabbá és egyszerűbbé válhatnak – számolt be róla az Interesting Engineering.
A hagyományos röntgen képes feltárni a röntgenezett mintát alkotó részletek alakját és elhelyezkedését, míg a spektroszkópia információt szolgáltat a kémiai összetételről, az elektronszerkezetről és a molekuláris kötésekről. A két technika kombinálása általában több optikai elemet igényel, amelyeket gondosan kell integrálni ahhoz, hogy a megfelelően működjön egy ilyen rendszer.
A nemzetközi kutatócsoport által kitalált megoldás azonban egyetlen kompakt rendszer alkalmazását jelenti, ami ráadásul gyorsabb is, mint a kombinált megoldás.
A kutatók megoldása a több optikai elem helyett egy úgynevezett reflexiós zónalemezt (RZP) használ. Ez egy speciális, mikroszkopikus vagy nanoszkopikus strukturált optikai elem, amelyet főként röntgen-, vagy röntgen-spektroszkópiai vizsgálatokban alklamaznak. Az RZP képes egyszerre visszaverni, fókuszálni és szétválasztani a lágy röntgensugarakat.
A lágy röntgensugárzás a röntgensugárzásnak az a tartománya, amelynek nagyobb a hullámhossza – 0,1 és 10 nm közé esik –, és alacsonyabb a fotonenergiája.
Annak ellenőrzésére, hogy az új rendszer képes-e éles képeket alkotni, a kutatók először szabványos tesztmintákat vizsgáltak meg. Ezek között szerepeltek úgynevezett „Siemens-csillagok” – a képélesség mérésére gyakran használt, csillag alakú mintázatok –, valamint az „RIXS” betűk. Ez utóbbi egy fejlett, modern anyagtudományi és spektroszkópiai mérési módszer, amellyel a szilárd testek vagy gázok elektron- és mágneses szerkezetét vizsgálják.
Ahelyett, hogy egyszerre csak egy apró pontot pásztáztak volna, a kutatók egy keskeny röntgensugárral világították meg a mintát. Ezután a mintát kis lépésekben mozgatták át a sugárnyalábon – hasonlóan ahhoz, ahogy egy dokumentum áthalad a lapolvasón. Végül egy számítógép segítségével az egyes képsávokat összeillesztve hozták létre a teljes, kétdimenziós képet.
A technika körülbelül 14–24 mikrométeres (μm) részleteket tett láthatóvá. Ez az emberi hajszál vastagságának töredékét jelenti. Mivel a rendszer egyedi pontok helyett egy teljes vonalat pásztázott végig, a kör alakú objektumok leképezése mintegy 27-szer gyorsabban történt, miközben a képminőség nem lett rosszabb. Az eredményeket az Optics Express című tudományos lapban tették közzé.
Új akkumulátorokat fejleszthet a világ egyik legerősebb szuperszámítógépe
Amerikai kutatók olyan keretrendszert fejlesztettek ki, ami jelentős mértékben javítja a komplex kémiai folyamatok szimulációját.
A kutatók szerint az eredmény azért jelentős, mert korábban úgy vélték, hogy az Abbe-féle szinuszfeltétel miatt az ilyen típusú leképezés megvalósíthatatlan. Ez az optikai elv bizonyos feltételek mellett képtorzulásokat vetít előre. Ez az optikai elv bizonyos feltételek mellett képtorzulásokat vetít előre.
A kutatóknak ezt sikerült kiküszöbölniük, méghozzá úgy, hogy az egész adathalmazt 220 másodperc alatt gyűjtötték össze. Ez 27-szer gyorsabb, mint a hagyományos röntgenezés. A teszt során ráadásul azt is sikerült bizonyítani, hogy az eljárás akár kémiai elemzésre is használható.
A tudósok úgy vélik, mindez új lehetőségeket nyithat meg az anyagok atomi szintű vizsgálatában.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
(Nyitókép forrása: HVG / Kriza Márton)
