|
میکروسکوپ اشعه ایکس جدیدی ساخته شده که می‌تواند برهمکنش درونی موادی
کوچکتر از موی انسان را مورد بررسی قرار دهد و در نهایت یک تصویر سه بعدی
با قدرت تفکیک بالا ارائه کند. محققان آزمایشگاه ملی بروکاون با استفاده از
کالیبراسیون اتوماتیک ویژه‌ای موفق به تصویربرداری و ترکیب هزاران تصویر با
دقت و سرعت بالا شدند. امکان مشاهده مستقیم ساختارهایی با ابعاد ۲۵ نانومتر
می‌تواند پیشرفت‌های را در حوزه‌های مختلف از قبیل انرژی، محیط زیست و
صنایع دفاعی ایجاد کند.
این روش تصویربرداری جدید که میکروسکوپ اشعه ایکس عبوری نام دارد توسط پرتو
اشعه ایکس تصاویری در مقیاس نانو ایجاد می‌کند. در مقاله‌ای که اخیرا در
نشریه Applied Physics Letters به چاپ رسیده جزئیاتی درباره این سیستم که
در آن تصاویر دو بعدی به سرعت ترکیب شده و تصویری سه بعدی ایجاد می‌شود،
ارائه شده است.
جو وانگ رهبر این تیم تحقیقاتی می‌گوید ما با این روش قادر خواهیم بود تا
ساختار سه بعدی درون مواد را در مقیاس نانو مشاهده کنیم. این دستگاه فوق
العاده است زیرا بر مشکلات متعددی بر سر را میکروسکوپ اشعه ایکس فائق آمده
است. ما از این که این فناوری تحقیقات در حوزه‌های مختلف را گامی به جلو
خواهد برد بسیار هیجان زده هستیم.
تیم تحقیقاتی وانگ روی الکترود ۲۰ میکرومتری از جنس یون لیتیوم که ضخامتی
در حد تار موی انسان دارد، آزمایشاتی را انجام داده است. برهمکنش میان
حفره‌ها و ذرات تعیین کننده عملکرد باتری خواهد بود. وانگ ۱۴۴۱ تصویر مختلف
از این الکترود گرفته در حالی که این الکترود توسط یک موتور در تمام زوایای
ممکن چرخانده می‌شد.
چالش اصلی ترکیب این تصاویر و به‌دست آوردن یک ساختار سه بعدی از آنها است.
در این مقیاس حرکت یک میکرونی در نمونه مانند این است که یک تابلو را چند
فوت حرکت دهیم.
پژوهشگران باید تصویر را به‌صورت دستی تنظیم کرده یا با استفاده از
نرم‌افزار این چرخش نمونه را مشخص می‌کردند. اما این کار دو چالش بزرگ داشت
اول این که نمونه باید دارای ساختار درونی مشخصی می‌بود بنابراین گزینه‌های
محدودی در دسترس محققان بود، دومین مشکل زمان‌بر بودن فرآیند تنظیم تصاویر
است بنابراین امکان گرفتن بیش از چندصد تصویر وجود نداشت. محققان بر هر دوی
این مشکلات فائق آمدند.
نمونه روی یک صفحه‌ای مجهز به سه سنسور قرار گرفت که تمام حرکات به هر جهتی
را اندازه می‌گرفت و در نهایت با استفاده از کالیبراسیون هر حرکتی را جبران
می‌کرد. فرآیند تصویربرداری نیز با استفاده از کامپیوتر انجام گرفت. روی هم
رفته ۴ ساعت برای گرفتن تصاویر وقت لازم بود.
|
