کشف راهی تازه برای نفوذ به اعماق ماده

کشف راهی تازه برای نفوذ به اعماق ماده

حیات، تا جایی‌که ما می‌دانیم، بسته به ترکیبات شیمیایی ِ عناصری نظیر اکسیژن و کربن است. تاکنون، بررسی ِ توزیع ِ سه‌بعدی پراکندگی و همچنین پیوندهای شیمیایی ِ مابین این اتم‌ها در مواد زیستی ِ محتوی‌شان، کار فوق‌العاده سختی بود. مثلاً مقادیر بسیار اندک آب یا دیگر مواد شیمیایی ِ موجود در شهابسنگ‌ها، یا نمونه‌سنگ‌هایی که به متعلق به مریخ‌ هستند و یا فسیل‌های خفته در سنگ‌های آذرین.
پرتونگاری با اشعه‌ی ایکس، که کاربردهای گسترده‌ای هم در پزشکی و مهندسی ِ مواد دارد، روشی حساس به شکل و بافت یک نمونه‌ ماده است، اما قادر به آشکارسازی وضعیت شیمیایی ِ بزرگ‌مقیاس ِ مولکول‌های آن نیست. به‌عنوان مثال، گرافیت و الماس، هر دویشان از کربن ِ خالص ساخته شده‌اند؛ اما در نوع ِ پیوند شیمیایی ِ اتم‌هایشان با هم متفاوت‌اند. به‌همین دلیل هم ویژگی‌هایشان تا این حد متفاوت از هم است و یکی را در مغز مداد و دیگری را در دنیای زینت‌آلات باید جست. تصویربرداری از تنوع پیوندهای اتمی، کار فوق‌العاده سختی است و تکنیک‌های چنین کاری هم طرفداران فراوانی را در حوزه‌های مهندسی و پژوهشی ِ گوناگونی نظیر فیزیک، شیمی، زیست‌شناسی و زمین‌شناسی دارد.

حال، گروهی بین‌المللی از دانشمندان دانشگاه هلسینکی ِ فنلاند و «مؤسسه‌ی اروپایی ِ پرتوهای سینکروترونی» (ESRF) در فرانسه، موفق به کشف روشی تازه برای انجام چنین کاری شده‌اند. این پژوهش‌گران، به کمک پرتوهای پرقدرت ایکس که از لامپ‌های سینکروترونی تابش می‌شود، موفق به تولید تصاویری از نحوه‌ی توزیع پیوند شیمیایی ِ ترکیبات مختلف عنصر کربن، که در اعماق تاریک ماده‌‌ی میزبان‌شان جاخوش کرده‌اند، شده‌اند؛ روشی که تاکنون تصور می‌شد امکان انجام دادن‌اش، آن هم بدون نابودسازی نمونه‌‌ی شیمیایی ِ حاوی این ترکیب، غیرممکن است.

«سیمو هوتاری» (Simo Huotari)، از دانشمندان دانشگاه هلسینکی ِ فنلاند، می‌گوید: «حال، منتظرم این روش را روی سنگ‌هایی که از مریخ و ماه آمده، مورد بررسی قرار دهم. روش ِ جدید ما، نه‌تنها قادر به شناسایی ِ عناصر موجود در ترکیبات مختلف است؛ بلکه مولکول‌ها یا بلورهای محتویِ این اتم‌ها را هم شناسایی می‌کند. اگر این ترکیب حاوی اکسیژن باشد، می‌توانیم بفهمیم این اکسیژن ارتباطی به مولکول‌های آب دارد یا نه. اگر حاوی کربن باشد، می‌توانیم بگوییم به‌شکل گرافیت است یا الماس و یا هر نوع دیگری که به اتم کربن مربوط می‌شود. فقط فکرش را بکنید که کشف ترکیبات ریز محتویِ آب یا الماس در اعماق یک سنگ مریخی، چه هیجانی دارد!».

روش جدید، چشم‌اندازهای نوینی را رو به ساختار مولکولی ِ دیگر مواد جذاب، از نانوموادی که به‌عنوان سوخت سلول‌ها به‌کار می‌روند، تا انواع جدید باتری‌ها، خواهد گشود.
رادیو زمانه 
منبع: European Synchrotron Radiation Facility