L'Elettrone Nanodiffraction Offre la Rappresentazione Atomica di Risoluzione - Nuova Tecnologia

Una nuova tecnica di rappresentazione che usa le onde della diffrazione di elettrone per migliorare sia la risoluzione che la sensibilità di immagine alle piccole strutture è stata sviluppata dagli scienziati all'Università dell'Illinois aUrbana-Champagne. La tecnica lavora allo stesso principio della Diffrazione ai raggi X, ma può struttura di registrazione da un singolo nanostructure o macromolecola.

La Determinazione della struttura dei materiali - quali i cristalli della proteina - corrente è realizzata facendo uso di Diffrazione ai raggi X. Tuttavia, molte piccole strutture utilizzate nella nanotecnologia non sono state accessibili alla cristallografia, in modo dalle loro strutture rimangono sconosciute.

“La Natura è piena degli oggetti che non possono essere cristallizzati facilmente, compreso molte proteine ed oggetti nano di taglia che mancano di una struttura periodica,„ ha detto il Jian-Minuto (Jim) Zuo, il professor di scienza e di assistenza tecnica dei materiali all'Illinois ed autore corrispondente di un documento per comparire nell'emissione del 30 maggio della Scienza del giornale. “La Nostra tecnica ha il potenziale ai nanostructures nonperiodic di immagine, compreso le macromolecole biologiche, a risoluzione atomica.„

Per dimostrare l'efficacia della loro tecnica di rappresentazione, Zuo ed i suoi colleghi hanno registrato ed elaborato il reticolo di diffrazione da un nanotube doppio del carbonio.

“I nanotubes del Carbonio sono di interesse speciale perché i beni meccanici ed elettrici di un nanotube dipendono dalla sua struttura,„ hanno detto Zuo, che egualmente è un ricercatore al Laboratorio Di Ricerca Dei Materiali di Frederick Seitz sulla città universitaria dell'Illinois. “Tuttavia, soltanto lo shell esterno di un nanotube del carbonio è stato imaged scandendo la microscopia di traforo con risoluzione atomica.„

Poiché il carbonio possiede pochi elettroni, lo scattering da un fascio di elettroni è inerentemente debole e tipicamente provoca un'immagine con contrasto basso e risoluzione del povero, Zuo ha detto. Gli atomi di carbonio della Rappresentazione è stato una sfida speciale.

“Mentre i microscopi elettronici convenzionali possono raggiungere una risoluzione che si avvicina a 1 angstrom per molti materiali,„ Zuo ha detto, “il limite di risoluzione per carbonio nei nanotubes è soltanto 3 angstrom.„

All'immagine un nanotube doppio del carbonio, i ricercatori in primo luogo ha selezionato un singolo obiettivo del nanotube in un microscopio elettronico della trasmissione. Poi hanno illuminato il nanotube con un fascio stretto di elettroni circa 50 nanometri di diametro. Dopo la registrazione del reticolo di diffrazione, hanno usato una tecnica oversampling e un trattamento iterativo per recuperare le informazioni di fase e per costruire un'immagine con una risoluzione di 1 angstrom.

“Poiché questo trattamento non utilizza una lente per formare l'immagine, la risoluzione non è limitata dall'aberrazione della lente,„ Zuo ha detto. “L'aberrazione della Lente è il fattore che sta limitando la risoluzione di migliori microscopi elettronici. È come il mosso quando guardate attraverso il fondo di una bottiglia di vino.„

La complessità dell'immagine del nanotube era sorprendente, Zuo ha detto. “Il nanotube doppio consiste di due nanotubes concentrici degli angoli elicoidali differenti. Come due viti con il passo differente, a volte le strutture del nanotube allineano ed a volte non fanno. Ciò provoca un reticolo complicato di entrambi i coincidenze e disadattamento accidentali.„

La capacità di generare le immagini dai reticoli di diffrazione del nanoscale offre un modo determinare la struttura degli oggetti nonperiodic, dai nanostructures inorganici alle macromolecole biologiche, tanto come Diffrazione ai raggi X fa per i cristalli, Zuo ha detto. “Poiché la diffrazione è un metodo standard per la determinazione della struttura, la nostra tecnica della diffrazione di elettrone di nanoarea apre una porta ad esaminare la struttura della persona e delle molecole altamente irregolari e i nanostructures come i cluster ed i collegare.„

Oltre a Zuo, il gruppo ha incluso i ricercatori ospiti Ivan Vartanyants ed il ricercatore postdottorale Gao Minimo all'Illinois ed i ricercatori Ruth Zhang e Larry Nagahara ai Laboratori di Motorola. Il Dipartimento Per L'Energia di Stati Uniti Ha costituito un fondo per il lavoro.

29 maggio 2003 Inviatoth

Date Added: Nov 18, 2003 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 01:50

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