محققان توانسته‌اند برای اولین‌بار یک اتم را با اشعه ایکس بررسی کنند

دانشمندان توانستند ببینند که این اتم‌ها در مولکول‌هایی که در آن قرار گرفته‌اند، به چه چیزی رسیده‌اند.

کد خبر: ۲۲۳۴۸۴

تاریخ : ۰۳ ارديبهشت ۱۴۰۳ - ۱۶:۵۴

نوشته

شهرآرانیوز - اشعه ایکس ممکن است شما را به یاد استخوان‌های شکسته یا معاینه دندان بیندازد. اما این نور بسیار پرانرژی می‌تواند بیشتر از استخوان‌هایمان را به ما نشان دهد: این فناوری برای مطالعه دنیای مولکولی و حتی واکنش‌های بیوشیمیایی هم استفاده می‌شود. اما مسئله این است که محققان تا به حال نتوانسته‌ بودند یک اتم را با اشعه ایکس مطالعه کنند.

حالا دانشمندان با استفاده از اشعه ایکس توانسته‌اند یک اتم را بررسی کنند. آن‌ها نه‌تنها قادر به تشخیص نوع اتم‌هایی شده‌اند که می‌دیدند (دو اتم متفاوت)، بلکه موفق شدند رفتار شیمیایی این اتم‌ها را نیز مطالعه کنند.

اتم‌ها را می‌توان به‌طور معمول با میکروسکوپ‌های پراب روبشی تصویر کرد، اما بدون اشعه ایکس، نمی‌توان تشخیص داد که آن‌ها از چه چیزی ساخته شده‌اند. پروفسور ساو وای هلا، نویسنده ارشد دانشگاه اوهایو و آزمایشگاه ملی آرگون، گفته:

«اکنون می‌توانیم دقیقاً نوع یک اتم خاص را شناسایی کنیم، و به طور همزمان وضعیت شیمیایی آن را اندازه‌گیری کنیم. زمانی که بتوانیم این کار را انجام دهیم، می‌توانیم مواد را تا حد فقط یک اتم ردیابی کنیم. این امر تأثیر زیادی بر علوم زیست محیطی و پزشکی خواهد داشت و حتی شاید درمانی پیدا کنیم که بتواند تأثیر زیادی برای بشریت داشته باشد. این کشف، جهان را متحول خواهد کرد.»

میکروسکوپ تونلی روبشی مجموعه‌های فوق مولکولی تربیوم، با اتم تربیوم در مرکز هر ساختار.

محققان توانسته‌اند با این روش یک اتم آهن و یک اتم تربیوم را ردیابی کند، عنصری که بخشی از فلزات به اصطلاح کمیاب است. هر دوی آن‌ها در میزبان مولکولی مربوطه خود قرار داده شدند.

هلا در ادامه گفته است: «ما حالت‌های شیمیایی اتم‌های منفرد را نیز شناسایی کرده‌ایم. با مقایسه حالت‌های شیمیایی یک اتم آهن و یک اتم تربیوم در داخل میزبان‌های مولکولی خودشان، متوجه می‌شویم که اتم تربیوم، یک فلز خاکی کمیاب و نسبتاً ایزوله است و حالت شیمیایی خود را تغییر نمی‌دهد در حالی که اتم آهن به شدت با اطرافش تعامل دارد.»

تصاویری از مجموعه‌های فوق مولکولی که دارای شش اتم روبیدیم و یک اتم آهن هستند.

تولوپه مایکل آجی، دیگر نویسنده مقاله، گفته است: «تکنیک و مفهوم اثبات‌شده در این مطالعه، زمینه جدیدی را در علم پرتو ایکس و مطالعات نانومقیاس گشود. علاوه بر این، استفاده از اشعه ایکس برای شناسایی اتم‌های منفرد می‌تواند تحقیقات را متحول کند و فناوری‌های جدیدی را در زمینه‌هایی مانند اطلاعات کوانتومی و تشخیص عناصر کمیاب در تحقیقات محیطی و پزشکی ایجاد کند.»

این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.

{$sepehr_key_51356}