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O Elétron Nanodiffraction Oferece a Imagem Lactente Atômica da Definição - Nova Tecnologia

Uma técnica de imagem lactente nova que usasse ondas da difracção de elétron para melhorar a definição e a sensibilidade de imagem às estruturas pequenas foi desenvolvida por cientistas nas Universidades de Illinois no Urbana-Campo. A técnica trabalha no mesmo princípio que a difracção de Raio X, mas pode estrutura gravada de um única nanostructure ou macromolécula.

Determinar a estrutura dos materiais - tais como cristais da proteína - é executada actualmente usando a difracção de Raio X. Contudo, muitas estruturas pequenas usadas na nanotecnologia não foram acessíveis ao cristalografia, assim que suas estruturas permanecem desconhecidas.

A “Natureza está completa dos objetos que não podem facilmente ser cristalizados, incluindo muitas proteínas e os objetos nano-feitos sob medida que faltam uma estrutura periódica,” disse a Jian-Acta (Jim) Zuo, um professor da ciência e da engenharia de materiais em Illinois e autor correspondente de um papel aparecer na introdução do 30 de maio da Ciência do jornal. “Nossa técnica tem o potencial aos nanostructures nonperiodic da imagem, incluindo macromoléculas biológicas, na definição atômica.”

Para demonstrar a eficácia de sua técnica de imagem lactente, Zuo e seus colegas gravaram e processaram o teste padrão de difracção de um nanotube de dupla parede do carbono.

Do “os nanotubes Carbono são do interesse especial porque as propriedades mecânicas e elétricas de um nanotube dependem em cima de sua estrutura,” disseram Zuo, que igualmente é um pesquisador no Laboratório de Investigação dos Materiais de Frederick Seitz no terreno de Illinois. “Contudo, somente o escudo ultraperiférico de um nanotube do carbono foi imaged fazendo a varredura a microscopia da escavação de um túnel com definição atômica.”

Porque o carbono possui poucos elétrons, a dispersão de um feixe de elétron é inerente fraca e conduz tipicamente a uma imagem com baixo contraste e definição deficiente, Zuo disse. Os átomos de carbono da Imagem Lactente foram um desafio especial.

“Quando os microscópios electrónicos convencionais puderem conseguir uma definição que aproxima 1 ångström para muitos materiais,” Zuo disse, “o limite de definição para o carbono nos nanotubes é somente 3 ångströms.”

À imagem um nanotube de dupla parede do carbono, os pesquisadores seleccionou primeiramente um único alvo do nanotube em um microscópio de elétron da transmissão. Então iluminaram o nanotube com um feixe de elétrons estreito aproximadamente 50 nanômetros no diâmetro. Após ter gravado o teste padrão de difracção, usaram uma técnica oversampling e um processo iterativo para recuperar a informação da fase e para construir uma imagem com uma definição de 1 ångström.

“Desde Que este processo não usa uma lente para formar a imagem, a definição não é limitada pela aberração da lente,” Zuo disse. Da “a aberração Lente é o factor que tem limitado a definição dos melhores microscópios electrónicos. É como o borrão quando você olha através da parte inferior de uma garrafa de vinho.”

A complexidade da imagem do nanotube era surpreendente, Zuo disse. “O nanotube de dupla parede consiste em dois nanotubes concêntricos de ângulos helicoidais diferentes. Como dois parafusos com passo diferente, às vezes as estruturas do nanotube alinham e às vezes não fazem. Isto conduz a um teste padrão complicado de ambas as coincidências e más combinações acidentais.”

A capacidade para gerar imagens dos testes padrões de difracção do nanoscale oferece uma maneira de determinar a estrutura de objetos nonperiodic, dos nanostructures inorgánicos às macromoléculas biológicas, bem como a difracção de Raio X faz para cristais, Zuo disse. “Desde Que a difracção é um método padrão para determinar a estrutura, nossa técnica da difracção de elétron do nanoarea abre uma porta a examinar a estrutura do indivíduo e de moléculas altamente irregulares e nanostructures como conjuntos e fios.”

Além do que Zuo, a equipe incluiu o cientista de visita Ivan Vartanyants e o pesquisador pos-doctoral Gao Mínimo em Illinois, e os pesquisadores Ruth Zhang e Larry Nagahara em Laboratórios de Motorola. O Ministério de E.U. de Energia financiou o trabalho.

29 de maio de 2003 Afixadoth

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

Last Update: 12. June 2013 02:01

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