Neue bildgebende Technik zeigt, wie komplexe Moleküle Buck und drehen
Es wird allmählich besser zu sehen, wie Moleküle aus der Nähe aussehen, aber wie ihre Form ändert sich in Echtzeit zu sehen ist immer noch unglaublich schwer. Nun, eine neue Technik ermöglicht es Wissenschaftlern, wie Moleküle verändern ihre Form über den Kurs nur Trillionths einer Sekunde zu sehen.
Forscher vom Max Planck Institut für die Struktur und Dynamik von Materie in Hamburg entstanden, was sie nennen eine molekulare Kamera um zu sehen, wie Atome in einem Molekül in einer Angelegenheit von Hunderten von Femtosekunden Positionsänderung. (Für einige Kontext eine Femtosekunde ist ein Millionstel einer Milliardstel einer Sekunde.)
In der Regel bildgebende Verfahren verwendet, um die Dynamik der Moleküle Nutzung erfassen zwei Laserstrahlen – eine erste "Puls" begeistern das Molekül, eine zweite "Probe", ein Bild zu erwerben. Aber um eine schnelle Belichtung zu erhalten benötigen Sie einen unglaublich hellen Puls, was bedeutet, dass die Systeme groß und zu teuer geworden. Stattdessen ersetzt das Team aus Hamburg den Sonde Strahl mit Elektronen. Das Team erklärt, warum das sinnvoll ist:
Elektronen haben den Vorteil, dass sie die Positionen der Atome in einem Molekül direkt abbilden können. Sie haben als Quantenteilchen, wellenähnlichen Eigenschaften wie Lichtquanten. Aber ihre Wellenlängen sind so kurz, dass sie kein Problem bei der Erkennung und Bildgebung einzelner Atome auch bei niedriger kinetischer Energie haben. Sie können relativ leicht in kompakte Instrumente erzeugt werden.
In der Tat der Elektronenstrahl ist in der Lage, ein Bild einer molekularen Struktur in einem einzigen Schuss zu erfassen, und der Prozess kann schnell wiederholt werden, bilden eine Art Movie wie das Molekül Form verändert. In das GIF-Bild oben, ein neues Molekül, bekannt als Me4P [Pt (Dmit) 2] 2 abgebildet. Mit Laserlicht getroffen, es verwandelt sich von ein elektrischer Isolator, ein Metall – und das Video mit 200 Femtosekunden zwischen den Einzelbildern zeigt in diesem Fall, weil nur ein paar der Atome im Molekül herum zu verschieben. Die Ergebnisse werden in der Wissenschaft veröffentlicht.
Das Team weist darauf hin, dass die Technik Forscher zu schnell Undertand wie dramatische Veränderungen in Molekülen ergibt sich aus subtilen Änderungen in ihrer Struktur zulässt – etwas, das in der Vergangenheit praktisch unmöglich gewesen. "Tausende von Möglichkeiten, ein paar einfache, grundlegende Tanzschritte des atomaren Balletts, in den Worten von Dwayne Miller, einer der Forscher, in einer Pressemitteilung sinken".