Het is steeds gemakkelijker om te zien wat moleculen eruit close up, maar om te zien hoe hun vorm verandert in real-time is nog steeds ontzettend hard. Nu, een nieuwe techniek zorgt ervoor dat wetenschappers om te zien hoe moleculen veranderen hun vorm tijdens de cursus alleen biljoensten van een seconde.
Onderzoekers van het Max Planck Instituut voor de Structuur en de Dynamiek van de Materie in Hamburg gebouwd hebben wat ze belt een moleculaire camera om te zien hoe atomen van positie te veranderen in een molecuul in een kwestie van honderden femtoseconds. (Voor een context, een femtoseconde is een miljoenste van een miljardste van een seconde).
Meestal, imaging-technieken gebruikt voor het vastleggen van de dynamica van moleculen met twee laserstralen—een eerste ‘impuls’ te prikkelen het molecuul, een tweede ‘probe’ voor het verkrijgen van een beeld. Maar om een snelle blootstelling moet je een ongelooflijk lichte puls, wat betekent dat de benodigde systemen te groot en niet te duur. In plaats daarvan, het team van Hamburg vervangen van de sonde bundel met elektronen. Het team legt uit waarom dat nuttig is:
Elektronen hebben het voordeel dat ze kunnen direct beeld van de posities van de atomen in een molecuul. Als quantum deeltjes, ze hebben wave-achtige eigenschappen, net zoals licht-quanta. Maar hun golflengte zijn zo kort, dat ze geen probleem hebben in het opsporen van en beeldvorming van individuele atomen, zelfs bij lage kinetische energie. Ze kunnen worden gegenereerd vrij gemakkelijk in een compacte instrumenten.
In feite, de elektronenbundel is in staat om een foto te maken van een moleculaire structuur in een enkel schot, en het proces kan worden herhaald snel en vorm een soort film van hoe het molecuul verandert. In de GIF-boven, een nieuwe molecule bekend als Me4P[Pt(dmit)2]2 is in beeld gebracht. Hit met het licht van een laser, het transformeert van een elektrische isolator om een metaal—en de video, met 200 femtosecond tussen elk frame toont dat gebeurt omdat slechts een paar van de atomen in het molecuul verschuiven. De resultaten zijn gepubliceerd in Science.
Het team wijst erop dat de techniek kunnen onderzoekers snel undertand dramatische veranderingen in de moleculen resultaten van subtiele veranderingen in hun structuur—iets dat vrijwel onmogelijk in het verleden. “Duizenden mogelijkheden zijn gereduceerd tot een paar eenvoudige, op basis van de dansen van de atomaire ballet”, in de woorden van Dwayne Miller, een van de onderzoekers, in een persbericht.
Gesponsord
[Wetenschap via PhysOrg]