Estudio: los científicos usan rayos X para identificar un solo átomo por primera vez
por Clyde Hughes
Miami FL (UPI) 31 de mayo de 2023
Por primera vez, los científicos tomaron la primera señal de rayos X de un solo átomo, y dicha detección tiene el potencial de revolucionar áreas de la ciencia como la información cuántica, la nanotecnología y la investigación en ciencias médicas y ambientales, dijeron los autores de un nuevo estudio. .
Los resultados de la investigación realizada por un equipo dirigido por el científico Saw Wai Hla del Laboratorio Nacional de Argonne sobre el innovador logro de rayos X se publicaron en la revista científica Nature el miércoles.
La masa más pequeña que una radiografía puede detectar normalmente es un attograma, que tiene unos 10,000 átomos, pero los científicos han buscado durante mucho tiempo una forma de identificar masas más pequeñas.
En su artículo, Hla y sus colegas investigadores utilizaron un instrumento de rayos X de sincrotrón especialmente diseñado en la línea de luz XTIP de Advanced Photon Source y el Centro de Materiales a Nanoescala en el laboratorio de Argonne.
"Los átomos se pueden visualizar de forma rutinaria con microscopios de sonda de barrido, pero sin rayos X, uno no puede decir de qué están hechos", dijo Hla, profesor de física en la Universidad de Ohio, en un comunicado de prensa.
“Ahora podemos detectar exactamente el tipo de un átomo en particular, un átomo a la vez, y podemos medir simultáneamente su estado químico.
“Una vez que podamos hacer eso, podemos rastrear los materiales hasta el límite final de un solo átomo. Esto tendrá un gran impacto en las ciencias ambientales y médicas y tal vez incluso encuentre una cura que pueda tener un gran impacto para la humanidad. Este descubrimiento transformará el mundo”.
Como prueba, los investigadores tomaron un átomo de hierro y un átomo de terbio, y luego insertaron ambos en sus respectivos anfitriones moleculares.
Para detectar la señal de rayos X de un átomo, complementaron los detectores convencionales en rayos X con un detector especializado hecho de una punta de metal afilada colocada muy cerca de la muestra para recolectar electrones excitados por rayos X, conocido como rayos X de sincrotrón. microscopía de túnel de barrido o SX-STM.
Hla ha trabajado durante los últimos 12 años ayudando a ajustar SX-STM.
“La técnica utilizada y el concepto probado en este estudio abrió nuevos caminos en la ciencia de los rayos X y los estudios a nanoescala”, dijo Tolulope Michael Ajayi, el primer autor del artículo, quien está realizando la investigación como parte de su tesis doctoral.
“Más aún, el uso de rayos X para detectar y caracterizar átomos individuales podría revolucionar la investigación y generar nuevas tecnologías en áreas como la información cuántica y la detección de elementos traza en la investigación médica y ambiental, por nombrar algunas.
“Este logro también abre el camino para la instrumentación avanzada de ciencia de materiales”.
Junto con los científicos de la Universidad de Ohio y el laboratorio de Argonne, otros investigadores que participaron en el estudio eran de la Universidad de Illinois-Chicago.
La identificación de átomos representa un nuevo avance para el uso de rayos X, que se ha empleado en una amplia variedad de campos, desde exámenes médicos hasta controles de seguridad en aeropuertos, para examinar la composición de las rocas de forma remota en Marte.
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- Fuente: https://www.spacedaily.com/reports/Study_Scientists_use_X-ray_to_identify_single_atom_for_first_time_999.html
