Es ist allmählich leichter zu sehen, was Moleküle Aussehen der Nähe, aber zu sehen, wie Ihre Form ändert sich in Echtzeit ist immer noch unglaublich schwer. Nun, eine neue Technik, die es Wissenschaftlern ermöglicht, zu sehen, wie sich Moleküle verändern Ihre Form im Laufe nur Trillionstel Sekunde.
Forscher vom Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie in Hamburg gebaut haben, was Sie sind gefordert, die eine molekulare Kamera zu sehen, wie Atome ändern position in einem Molekül in wenigen hundert Femtosekunden. (Für einige Kontext, eine femtosekunde ist ein Millionstel einer Milliardstel Sekunde.)
In der Regel werden bildgebende Verfahren eingesetzt, um zu erfassen, die Dynamik von Molekülen zwei Laserstrahlen—das erste ‘Puls’ zu begeistern, die Molekül, ein zweites ‘Sonde’ zu erwerben ein Bild. Aber, um eine schnelle Belichtung benötigen Sie eine unglaublich helle Puls, was bedeutet, dass die Systeme erforderlich, die werden riesig und teuer. Stattdessen werden die Teams aus Hamburg ersetzt die probe-Strahl mit Elektronen. Das team erklärt, warum das nützlich ist:
Elektronen haben den Vorteil, dass Sie direkt Bild die Positionen der Atome in einem Molekül. Als Quanten-Teilchen, Sie haben wave-ähnliche Eigenschaften, wie das Licht Quanten. Aber Ihre Wellenlängen sind so kurz, dass Sie kein problem haben, in Erkennung und-imaging einzelne Atome selbst bei niedrigen kinetischen Energie. Sie generiert werden können relativ leicht in kompakte Geräte.
In der Tat wird der Elektronenstrahl in der Lage ein Bild zu erfassen, die eine molekulare Struktur, die in einem einzigen Schuss, und der Vorgang kann wiederholt werden schnell zu einer Art Film, wie das Molekül seine Form ändert. In der GIF oben, ein neues Molekül bekannt als Me4P[Pt(dmit)2]2 abgebildet ist. Treffer mit laser-Licht, es verwandelt sich von einem elektrischen Isolator zu einem metal—und das video, mit 200 Femtosekunden zwischen jedem frame, zeigt das geschieht, weil nur wenige der Atome im Molekül verschieben. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.
Das team weist darauf hin, dass die Technik wird den Forschern erlauben, schnell undertand wie dramatischen Veränderungen in Molekülen Ergebnisse von subtilen Veränderungen in Ihrer Struktur—etwas, das war praktisch unmöglich, in der Vergangenheit. “Tausende von Möglichkeiten reduziert werden, um ein paar einfache Tanzschritte des atomic-Ballett”, in den Worten von Dwayne Miller, einer der Forscher, in einer Pressemitteilung.
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[Wissenschaft über PhysOrg]