Onderzoekers van het California Institute of Technology (Caltech) hebben een techniek ontwikkeld om scherpe beelden te maken van bewegende atomen in nanostructuren. Dit betekent een belangrijke stap vooruit bij het bestuderen van chemische reacties in verschillende soorten materialen. Het is nu mogelijk om niet alleen het reactieverloop in de tijd, maar ook de wijzigingen in de structuur van de materialen op nanoschaal vast te leggen.
Om een beeld te krijgen van de atoomstructuur van een materiaal wordt gebruik gemaakt van elektronendiffractie. Hierbij wordt het materiaal ‘belicht’ met een elektronenstraal. De elektronen worden door botsing met de atomen verspreid en komen op een detector terecht. Uit het elektronenpatroon op de detector kan de ruimtelijke structuur van de atomen worden afgeleid. Een probleem hierbij is dat bewegende atomen voor onscherpe beelden zorgen, zodat kleine veranderingen in het materiaal niet kunnen worden waargenomen.
De onderzoekers hebben dit probleem opgelost door gebruik te maken van elektronenpulsen in plaats van een continue stroom elektronen. Bij de nieuwe techniek worden de atomen van het materiaal eerst met een korte laserpuls verhit. Vervolgens worden de atomen bestraald met een elektronenpuls van slechts een femtoseconde lang. Omdat deze puls zo kort is hebben de atomen niet de tijd om veel te bewegen, waardoor scherpe beelden ontstaan. Door een nauwkeurige timing van laser- en elektronenpulsen kan een reeks beelden worden vastgelegd, die achter elkaar afgespeeld een film vormen van de veranderingen die op nanoschaal in het materiaal plaatsvinden.
Meer info:
http://media.caltech.edu/press_releases/13310
Foto: AAAS/Science/Zewail/Caltech
Boeken
Wachtwoord vergeten?
)
