محققان موسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST) و دانشگاه جان هاپکینز ابزاری منحصر به فرد برای بررسی ویژگی‌های مواد جدید با حساسیت و سرعتی بی‌سابقه ساخته‌اند. این ابزار می تواند امکان تشخیص سریع مفیدترین مواد برای فناوری نانو و کاربردهای صنعتی را فراهم آورد.
ابزاری برای بررسی سریع ویژگی‌های مواد
محققان موسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST) و دانشگاه جان هاپکینز ابزاری
منحصر به فرد برای بررسی ویژگی‌های مواد جدید با حساسیت و سرعتی بی‌سابقه ساخته‌اند.
این ابزار می تواند امکان تشخیص سریع مفیدترین مواد برای فناوری نانو و کاربردهای
صنعتی را فراهم آورد.
این دستگاه جدید که طیف‌سنج بلوری چندمحوری (MACS) نامیده می‌شود یکی از چندین
طیف سنجی است که در مرکز تحقیقات نوترون NIST قرار دارند. همانند سایر طیف‌سنج‌های
این مرکز، در طیف سنج MACS نیز نمونه ماده با نوترون‌های کم‌انرژی بمباران می‌شود.
این امر موجب می‌شود اتم‌های تشکیل‌دهنده ماده، نوترون‌های فرودی را با سرعتی
مشخص و در جهت خاص برگشت دهند که این سرعت و جهت نشان‌دهنده آرایش اتم‌ها درون
ماده است. بررسی چگونگی پخش شدن نوترون‌ها از سطح یک نمونه، اطلاعات زیادی
درباره ویژگی‌های فیزیکی آن ماده در اختیار محققان قرار می دهد، اما طیف‌سنج‌های
قدیمی محدود به نمونه‌های بزرگ بوده و تنها در شرایط خاصی می توانند کار کنند.
پروفسور کولین بروهولم از دانشگاه جان هاپکینز می‌گوید: «این محدودیت‌ها در
فناوری نانو مشکل‌آفرین هستند، زیرا اغلب مواقع یک ماده جدید را به صورت یک
بلور بسیار کوچک به وزن تنها ۴ یا ۵ میلی‌گرم رشد می‌دهید و می‌خواهید رفتار آن
را مثلاً تحت میدان مغناطیسی شدید بررسی کنید».
MACS نه تنها بر این مشکلات فائق می‌آید، بلکه ساختار منحصر به فرد آن مزایای
دیگری را نیز به همراه دارد. در بسیاری از طیف‌سنج‌ها تنها یک «کانال» برای
شناسایی وجود دارد، در حالی که در ۲۰ , MACSکانال وجود دارند که یک نیم‌دایره را
پشت نمونه تشکیل می‌دهند (آرایشی که بروهولم آن را با لنز دارای زاویه پهن و با
تفکیک‌پذیری بالا مقایسه می‌کند). این ویژگی بدین معنی است که MACS می‌تواند به
ابزاری محبوب برای دانشمندانی تبدیل شود که می‌خواهند به سرعت ماده بعدی را که
باید رشد دهند، انتخاب نمایند.
بروهولم می‌گوید: « ابزارهای قبلی که برای پراکنش غیرالاستیک از مواد مغناطیسی
استفاده می‌شدند، به حداقل ۸۰ میلی‌گرم از نمونه نیار داشتند. اما با استفاده
از MACS ما می‌توانیم اطلاعات دقیقی درباره برهمکنش‌های مغناطیسی حتی فیلم‌های
نازک نانوساختار به دست بیاوریم. زمانی که اشیا را در مقیاس نانو طراحی کرده و
می‌سازیم، درصدد بهره‌گیری از مزایای همین نوع برهمکنش‌ها هستیم».
گروه بروهولم در حال تنظیم دقیق MACS است. بودجه ساخت این دستگاه توسط بنیاد
ملی علوم تأمین شده است.
