2016年10月12日
原子的化学特性取决于其核中质子的数量,将其放入元素周期表中。但是,即使是化学上相同的原子也可能具有不同的质量 - 这些变体称为同位素。尽管存在测量这种质量差异的技术,但这些技术尚未透露样品中的位置,或者需要专用的仪器和艰苦的样品制备。维也纳大学的研究人员在享有声望的开放访问杂志“自然通讯”中出版,报告了一种新的方法,该方法是通过Atomic-lastolution of Atomic-lastolution of Graphene的原子分辨率成像,这是碳的单原子。
维也纳大学的研究人员报告了一种通过原子分辨率成像的石墨烯信贷成像“称重”原子的新方法:Koponen +Hildén;4.0的创意共享
自然界中发现的不同元素都有其独特的同位素。对于碳,每个13C原子有99个较轻稳定的碳同位素12c,其核中有一个中子。除了这种自然变化外,还可以从富含同位素的化学品中生长材料。欧洲杯足球竞彩这使科学家可以研究原子如何排列成固体,例如改善其合成。但是,测量同位素比的大多数传统技术都需要材料的分解或仅限于数百纳米的分辨率,从而掩盖了重要细节。
在新的研究中,由Jani Kotakoski领导,维也纳大学的研究人员使用了先进的扫描透射电子显微镜Nion Ultrastem100来测量石墨烯样品的纳米尺寸区域中的同位素。形成石墨烯结构图像的相同能量电子也可以一次弹出一个原子,因为散射在碳核上。由于13C同位素的质量更大,电子可以使12c原子更硬,更容易将其击倒。平均需要多少电子,可以估计局部同位素浓度。该研究的主要作者托马·苏西(Toma Susi)表示:“使这项工作的关键是将准确的实验与改进的过程的改进的实验结合在一起。”
自然传播中的出版使团队能够完全接受开放科学。欧洲杯线上买球除了与文章一起发布同行评审报告外,还包括对方法和分析的全面描述。但是,研究人员迈出了一步,并将其显微镜数据上传到了开放的存储库Figshare上。因此,任何具有Internet连接的人都可以自由访问,使用和引用高质量图像的千兆字节。托马·苏西(Toma Susi)继续说:“据我们所知,这是电子显微镜数据在此规模上首次公开共享。”
结果表明,原子分辨率电子显微镜可以区分不同的碳同位素。尽管该方法现在仅用于石墨烯,但原则上可以扩展其他二维材料,研究人员对本发明有一项专利。欧洲杯足球竞彩Jani Kotakoski总结说:“现代显微镜已经使我们能够解决固体中的所有原子距离,并查看哪些化学元素构成它们。现在我们可以将同位素添加到列表中。”
奥地利科学基金会(FWF),Wiener Wisse欧洲杯线上买球nschafts-,Forschungs-und Technologiefonds(WWTF)和欧洲研究委员会(ERC)的资金直接为这项研究做出了贡献。
在“自然通讯”中出版:
传输电子显微镜中的同位素分析:Toma Susi,Christoph Hofer,Giacomo Argentero,Gregor T. Leuthner,Timothy J. Pennycook,Clemens Mangler,Jannik C. Meyer和Jani Kotakoski。自然通讯|7:13040 |
doi:10.1038/ncomms13040。
开放数据:
原子分辨率电子辐照时间序列的同位素标记单层石墨烯:Toma Susi,Christoph Hofer,Giacomo Argentero,Gregor T. Leuthner,Timothy J. Pennycook,Clemens Mangler,Jannik C. Meyer C. Meyer&Jani Kotakoski。Figshare(2016)。
doi:10.6084/m9.figshare.c.3311946.v1
信息图(CC BY):
http://dim.univie.ac.at/uploads/media/susi_ncomms2016_en.pdf
资源:http://www.univie.ac.at/