Вековая проблема решена с помощью трехмерного атомного изображения аморфного твердого тела

Стекло, резина и пластмассы относятся к классу веществ, называемых аморфными твердыми телами. И несмотря на то, насколько они распространены в нашей повседневной жизни, аморфные твердые тела уже давно бросают вызов ученым.


С 1910-х годов ученые смогли нанести на карту атомные структуры кристаллов, другого основного класса твердых тел, в 3D, что привело к бесчисленным достижениям в физике, химии, биологии, материаловедении, геологии, нанонауке, открытии лекарств и многом другом. Но поскольку аморфные твердые тела не собраны в жесткие повторяющиеся атомные структуры, как кристаллы, они бросили вызов способности исследователей определить их атомную структуру с таким же уровнем точности.

До сих пор так и есть.

, проведенное UCLA в журнале сообщает о первом в истории определении трехмерной атомной структуры аморфного твердого тела — в данном случае материала, называемого металлическим стеклом.

«Мы так много знаем о кристаллах, но большая часть вещества на Земле некристаллическая, и мы так мало знаем об их атомной структуре», — сказал старший автор исследования Цзяньвэй «Джон» Мяо, профессор физики и астрономии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. член Калифорнийского института наносистем при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе.

Наблюдение за трехмерным атомным расположением аморфного твердого тела было мечтой Мяо с тех пор, как он был аспирантом. Эта мечта осуществилась после 22 лет неустанных поисков.

«Это исследование только что открыло новую дверь», — сказал он.

Металлические очки, как правило, более прочны и имеют большую форму, чем стандартные кристаллические металлы, и сегодня они используются в изделиях, начиная от электрических трансформаторов и заканчивая элитными клюшками для гольфа и кожухами для и другие электронные устройства. Понимание атомной структуры металлических стекол может помочь инженерам разработать даже лучшие версии этих материалов для еще более широкого круга приложений.

Исследователи использовали метод, называемый атомной электронной томографией, тип трехмерного изображения, впервые разработанный Мяо и его сотрудниками. Подход предполагает прохождение электронов через образец и получение изображения с другой стороны. Образец поворачивается так, чтобы измерения можно было проводить под разными углами, получая данные, которые сшиваются вместе для создания трехмерного изображения.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments