دسته بندی موضوعی
تبلیغات دانشمند شرکت توسعه فناوری اطلاعت زربین
تبلیغات دانشمند شرکت توسعه فناوری اطلاعت زربین

فیزیکدانان برای اولین بار مکان 23000 اتم را دیدند

iron platinum nanoparticle

اندازه فونت:

برای اولین‌بار دانشمندان مکان دقیق بیش‌از 23هزار اتم را در یک ذره‌ مشاهده کردند این ذره به‌اندازه‌ای کوچک است که می‌تواند در دیواره یک تک‌سلول جای بگیرند.

به‌گزارش دانشمندآنلاین، گروهی از دانشمندان آزمایشگاه ملی لاورنس برکلی و دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس برای مشاهده این اتم‌ها از یک میکروسکوپ الکترونی روبشی برای بررسی ذره‌ای که از آهن و پلاتین ساخته شده بود و فقط 8.4 نانومتر (یک میلیاردیم متر) عرض داشت استفاده کردند. نتایج این تحقیقات در ژورنال Nature به‌چاپ رسیده است.

در استفاده از یک میکروسکوپ الکترونی روبشی، پرتوی از الکترون‌ها از درون سطح یک شی عبور می‌کند تا تصویری از آن به‌وجود بیاورد. این کار به محققان اجازه می‌دهد تا کوچک‌ترین جزئیات ذرات بسیار کوچک موادی مانند بلورها یا مولکول‌های پروتئین را مشاهده کنند. این روش بسیار قدرتمندی برای درک ساختار بلورها است، اما برای استفاده از این روش بلور باید کامل باشد.

به‌طورمعمول، این نوع از میکروسکوپ‌های الکترونی برای مشاهده بلورها و مولکول‌های بزرگ دیگر به کار گرفته می‌شود. الکترون‌ها روی نمونه تابانده می‌شوند و توسط نمونه پراکنده می‌شوند. الکترون‌ها بعد از پراکندگی به یک آشکارساز برخورد می‌کنند و در این مرحله دانشمندان می‌توانند از روی محل فرود الکترون‌ها آرایش اتم‌ها را در مولکول یا بلور ببینند.

دانشمندان می‌گویند تصویری که ساخته می‌شود میانگینی است که از تعداد زیادی اتم یا مولکول به‌دست می‌آید. الگویی که درنهایت به‌دست می‌آید فقط می‌تواند حالت قرارگیری توده اتم‌ها را نشان دهد و نه جای دقیق هریک از اتم ها را.

نانوذره آهن‌پلاتین بلور غیرمنظم است. درنتیجه روش معمول پویش برای آن خوب کار نمی‌کند زیرا هریک از اتم‌ها جهت منحصربه‌فرد خودشان و به‌صورت بی قاعده قرار گرفته اند. بنابراین، دانشمندان مجبورند راه جدیدی برای استفاده از میکروسکوپ‌های الکترونی پیدا کنند. به‌این‌تریتب، آنها تصمیم گرفتند تا به یک ذره آهن‌پلاتین از جهات و زوایای مختلف نگاه کنند.

برای انجام اینکار پژوهشگران روش آماده کردن نمونه را تغییر دادند. به‌نحو که نمونه را روی پایه خاصی قرار دادند که به آنها اجازه می‌داد بتوانند آن را بچرخانند یا جهت آن را پس‌از هر تصویربرداری با پرتو الکترون عوض کنند. بقیه مراحل کار به‌همان شیوه رایج انجام شد.

این تغییر ساده بسیار موثر بود. چرخش‌های مختلف باعث ایجاد تصاویر مختلفی از پراکندگی شد. این الگوهای مختلف می‌تواند برای محاسبه دقیق مکان 6هزارو569 اتم آهن و16هزارو627 اتم پلاتین در نانوذره به کار رود. این کار بی شباهت به ساختن مدل سه بعدی اشیا با عکس‌برداری از زوایای مختلف نیست. بااین‌روش، دانشمندان به کیفیتی به‌اندازه 0/1 قطر اتم دست یافتند.

تهیه چنین تصاویر دقیقی در آینده دانشمندان را در ایجاد نانوساختارهایی با کاربردهای مختلف، برای مثال، تهیه دیسک سخت یاری خواهد کرد. سازندگان دیسک سخت می‌خواهند بلورهای نزدیک به کامل و‌ ریزی بسازند که بتواند به‌راحتی مغناطیسی شوند و همین‌طور میدان مغناطیسی را برای مدت زیادی در خود حفظ کنند. دانستن مکان دقیق اتم‌ها همین‌طور می‌تواند به دانشمندان اجازه دهد رشد بلور را پیش‌بینی کنند. اگر پژوهشگران بدانند هر اتمی دقیقا در کجا قرار دارد می‌توانند شکل نهایی بلور را پیش‌بینی کنند.

 

اشتراک گذاری در شبکه های اجتماعی

تلگرام گوگل پلاس لینکدین
به کانال تلگرام مجله دانشمند بپیوندید