บาคาร่า นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุพิกัด 3 มิติของเหล็ก 6,569 ตัวและอะตอมแพลตตินั่ม 16,627 อะตอมในอนุภาคนาโนเหล็กแพลตตินั่ม เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้เห็นตําแหน่งที่แน่นอนของอะตอมมากกว่า 23,000 อะตอมในอนุภาคที่มีขนาดเล็กพอที่จะใส่เข้าไปในผนังของเซลล์เดียว
ทีมที่นําโดย Peter Ercius จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Berkeley และ Jianwei Miao
จาก UCLA ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกนเพื่อตรวจสอบอนุภาคที่ทําจากเหล็ก (Fe) และแพลตตินั่ม (Pt) ซึ่งมีเพียง 8.4 นาโนเมตรเท่านั้นที่พวกเขารายงานเมื่อวานนี้ (1 ก.พ.) ในวารสาร Nature (นาโนเมตรเป็นพันล้านของเมตรหรือ 3.9 หนึ่งร้อยล้านของนิ้ว)
ทําไมทุกคนถึงสนใจเกี่ยวกับตําแหน่งของอะตอมเล็ก ๆ แต่ละอะตอม? “ที่ระดับนาโนทุกอะตอมมีค่า” ไมเคิลฟาร์ลนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Duisburg-Essen ในเยอรมนีเขียนในบทความ News and Views ประกอบในธรรมชาติ “ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนตําแหน่งสัมพัทธ์ของอะตอม Fe และ Pt สองสามอะตอมในอนุภาคนาโน FePt จะเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของอนุภาคอย่างมาก เช่น การตอบสนองต่อสนามแม่เหล็ก” [ภาพ: ชีวิตเล็ก ๆ ที่เปิดเผยในภาพถ่ายกล้องจุลทรรศน์ที่น่าทึ่ง]
การใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดส่องลําแสงของอิเล็กตรอนจะถูกส่งผ่านพื้นผิวของวัตถุเพื่อสร้างภาพ ซึ่งช่วยให้นักวิจัยสามารถเห็นรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ของวัสดุเล็กๆ น้อยๆ เช่น ผลึกและโมเลกุลโปรตีน “มีเทคนิคที่ทรงพลังมากในการหาโครงสร้างของผลึก” “แต่สิ่งเหล่านี้ต้องเป็นคริสตัลที่สมบูรณ์แบบ”
โดยปกติเมื่อใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดนี้เพื่อดูผลึกหรือโมเลกุลขนาดใหญ่อื่น ๆ อิเล็กตรอนจะถูกลําแสงไปที่ตัวอย่างและพวกมันจะกระจายไปเมื่อกระทบมันค่อนข้างเหมือนกระแสกระสุนที่ยิงจากปืนกลจะกระจายออกจากหน้าอกของซูเปอร์แมน หลังจากที่พวกมันกระเด็นออกจากอะตอมอิเล็กตรอนจะกระทบกับเครื่องตรวจจับและจากนั้นนักวิจัยสามารถดูได้ว่าอิเล็กตรอนลงจอดที่ใดเพื่อดูการจัดเรียงของอะตอมในผลึกหรือโมเลกุล
ปัญหาที่ Ercius กล่าวว่าคือภาพถูกสร้างขึ้นจากค่าเฉลี่ยที่ได้รับโดยใช้อะตอมหรือโมเลกุลจํานวนมาก
นั่นคือนักวิจัยจะเห็นรูปแบบ แต่สามารถบอกได้ว่าบุคคลนั้นการจัดเรียงจํานวนมากของอะตอมคืออะไรไม่ใช่ที่ที่แต่ละคนตั้งอยู่จริง [แกลลอรี่ภาพ: มองภายในโมเลกุลที่สวยงาม]
อนุภาคนาโนเหล็กแพลตตินั่มเป็นผลึกที่ผิดปกติชนิดหนึ่ง แต่วิธีการสแกนแบบธรรมดาจะไม่ทํางานเช่นกันสําหรับพวกเขาเนื่องจากอะตอมถูกจัดเรียงในรูปแบบที่ไม่เหมือนใครและผิดปกติเล็กน้อยนักวิจัยกล่าว ดังนั้นพวกเขาจึงต้องหาวิธีใหม่ในการใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน: พวกเขาตัดสินใจที่จะดูตัวอย่างอนุภาคเหล็กแพลตตินั่มจากหลายด้าน
การค้นหาอะตอมเดียว
ในการทําเช่นนั้นพวกเขาเปลี่ยนวิธีการเตรียมตัวอย่าง แทนที่จะปล่อยให้มันเข้าที่พวกเขาวางไว้บนฐานพิเศษที่ปล่อยให้พวกเขาหมุนและเอียงอนุภาคของเหล็กและแพลตตินั่มเปลี่ยนทิศทางเล็กน้อยหลังจาก “สแนปชอต” แต่ละครั้งด้วยลําแสงอิเล็กตรอน มิฉะนั้นกระบวนการที่นักวิจัยใช้ก็เหมือนกับปกติ
การเปลี่ยนแปลงที่เรียบง่ายนั้นทรงพลัง: การวางแนวที่แตกต่างกันทําให้เกิดรูปแบบการกระเจิงที่แตกต่างกัน รูปแบบที่แตกต่างกันซึ่งถูกหยิบขึ้นมาบนเครื่องตรวจจับที่คล้ายกับในกล้องดิจิตอลสามารถใช้ในการคํานวณตําแหน่งที่แน่นอนของเหล็ก 6,569 และ 16,627 อะตอมแพลตตินั่มในอนุภาคนาโน ไม่ต่างจากการสร้างโมเดล 3 มิติของวัตถุโดยการถ่ายภาพจากหลายมุมซึ่งอนิเมเตอร์ทําเป็นประจํา ผลลัพธ์ของพวกเขาสําหรับตําแหน่งของอะตอมมีความละเอียดประมาณหนึ่งในสิบของเส้นผ่านศูนย์กลางของอะตอมเดียวตามข้อมูลของ Farle
ในอนาคตการได้รับภาพที่แม่นยําเช่นนี้สามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุในการสร้างโครงสร้างขนาดนาโนเมตรสําหรับการใช้งานเช่นฮาร์ดไดรฟ์ ผู้ผลิตฮาร์ดไดรฟ์ต้องการประดิษฐ์ผลึกขนาดเล็กที่เกือบจะสมบูรณ์แบบเพื่อให้สามารถติดแม่เหล็กได้ง่ายและจะยึดสนามแม่เหล็กไว้เป็นเวลานาน Ercius ตั้งข้อสังเกต”คริสตัลทั้งหมดมีข้อบกพร่อง” Ercius “ปัญหาคือเมื่อพวกเขาได้รับอนุภาคนาโนที่มีข้อบกพร่อง บาคาร่า / ผู้หญิง
