Promieniowanie synchrotronowe kluczem do badania marsjańskich skał

0

Zespół naukowców z Finlandii i Francji opracował nową technikę obrazowania. Pozwala ona na analizę chemiczną rzadkich materiałów, takich jak próbki meteorytów lub skamieniałości, bez naruszania ich struktury.

Próbki zatopione w innych materiałach trudno jest zbadać. Skamieniałości uwięzione w skałach magmowych, molekuły zamknięte w meteorytowych inkluzjach – techniki pozwalające na poznanie ich struktury chemicznej równocześnie doprowadzają do uszkodzeń badanego materiału.

Tomografia rentgenowska, używana w materiałoznawstwie i medycynie, pozwala na bezinwazyjne badanie próbek materiałów lub biologicznych tkanek. Ujawnia kształt i teksturę danej powierzchni. Niestety, nie można na jej podstawie nic powiedzieć na temat związków chemicznych budujących i zawartych w badanych obiektach.

Za przykład molekuł, których wiązania chemiczne dobrze byłoby poznać, mogą uchodzić odmiany alotropowe węgla. Pożądana byłaby możliwość odróżnienia diamentu od grafitu, zatopionego głęboko w innym materiale.

Naukowcy z Uniwersytetu Helsińskiego (Finlandia) oraz Europejskiego Ośrodka Synchrotronu Atomowego w Grenoble (Francja) opracowali nowatorską technikę badawczą jako środek zaradczy na problemy z wykrywaniem obiektów wewnątrz innych materiałów. Pozwala ona dojrzeć chemiczną strukturę inkluzji bez fizycznej ingerencji w próbkę. W tym celu skorzystano z ekstremalnie jasnego promieniowania rentgenowskiego z synchrotronowego źródła światła. Dzięki temu rozróżnienie odmian alotropowych węgla zatopionych w nieprzezroczystym materiale stało się możliwe.

Technika pozwala na obrazowanie wewnętrznych wiązań chemicznych w próbkach stanowiących ważny materiał dla inżynierów, fizyków, chemików i geologów. Poziom radiacji w trakcie przeprowadzania skanu jest za wysoki, by poddawać mu tkanki biologiczne. W przyszłości instrumenty badawcze zostaną więc prawdopodobnie zoptymalizowane także do badań medycznych.

Aktualnie technika pozwala na wykrywanie wewnętrznych inkluzji w materiałach oraz umożliwia rozpoznanie molekuły lub kryształu tam zawartego. Jeśli w inkluzji zawarty byłby tlen, można określić, czy jest on składnikiem cząsteczki wody. Jeśli węgiel, to odkrycie jego odmiany alotropowej nie nastręczy żadnych trudności.

Nowoopracowana metoda, oprócz przydatności w badaniu marsjańskich skał lub innych meteorytów, pozwala na wgląd (na poziomie molekularnym) także w materiały inżynierskie: nanomateriały, ogniwa paliwowe albo nowe typy baterii.

Źródło: ESRF

Share.

Comments are closed.