Forskere skaber 3D-billede af 23.000 atomer i en nanopartikel

Forskere har lokaliseret, hvor atomerne i en partikel af jern og platin er placeret med uhørt nøjagtighed.

Den præcise sammensætning af nanoppartiklen af jern og platin rekonstrueret i 3D. Jernatomerne er røde, mens platinatomerne er blå. (© Colin Ophus/Florian Niekiel/Berkeley Lab)

VIDENSKABSBILLEDET

Ved hjælp af en af verdens kraftigste elektronmikroskoper har forskere ved blandt andet Berkeley Lab i USA kortlagt den præcise placering og kemiske sammensætning af atomerne i en ufattelig lille platin- og jernpartikel.

3D-rekonstruktionen afslører, hvordan atomerne er arrangeret med en detaljegrad, som aldrig tidligere er set. Detaljegraden har gjort det muligt for forskere at måle den kemiske orden ned til det mindste korn.

Målingerne af partiklens struktur ned på det atomare niveau kan give forskerne indsigt i, hvordan de kan forbedre dens magnetiske ydeevne i næste generation af harddiske.

Teknikken kaldes atomic electron tomography og minder om en CT-skanning med enormt høj opløsning. Metoden kan bruges til at kortlægge den atomare opbygning af en lang række andre brugbare nanopartikler.

De afsløringer kan på sigt hjælpe forskere til at optimere partiklerne og måske give os mere effektive katalysatorer, stærkere materialer og selvlysende markører, der kan identifcere sygdomme, mener forskerne.

All 23,000 Atoms Mapped in a Nanoparticle

Hvordan vokser nanopartikler?

- Vores forskning er et stort skridt i den her retning. Vi kan tage et øjebliksbillede, der viser alle atomerne i en nanopartikels position på et specifikt øjeblik i dens tilblivelse, siger Mary Scott, en af forskerne på projektet, i en pressemeddelelse.

- Det kan hjælpe os med at finde ud af, hvordan nanopartikler vokser atom for atom. Og det sætter senen for en tilgang til materialedesign, der starter med det mindste byggesten,

Den nye kortlægning er en forbedring af en lignende fra sidste år, hvor forskerne målte koordinaterne for 3.000 atomer i en nål af grundstoffet wolfram.

Nu har de taget samme teknik og forbedret den ved at kunne adskille forskellige grundstoffer - og samtidigt opskaleret rekonstruktionen, så den kan inkludere titusinder af atomer.

Resultaterne er publiceret i nyeste udgave af det videnskabelige tidsskrift Nature.

Nyhedsbrev TAG DR.DK VIDEN MED DIG

Få seneste nyt om tech og videnskabens verden hver fredag

Vis alle nyhedsbreve