Ученые научились наблюдать дифракцию на порошках
Рентгеновская кристаллография позволяет определить структуру молекул и атомов. Но что, если с веществом сложно работать?
Процесс кристаллографии непростой. Как следует из названия, для него нужны кристаллы, а точнее, очищенные образцы интересующей нас молекулы, принудительно переведенные в кристаллическую форму. И не все молекулы образуют кристаллы, готовые для получения изображения. Рентгеновская кристаллография наиболее проста, когда материал можно вырастить в виде большого монокристалла. Однако большинство веществ имеют порошкообразный вид, рентгеновские дифракционные картины которых труднее расчленить.
Новая методика, разработанная учеными, была названа серийной фемтосекундной рентгеновской кристаллографией малых молекул (smSFX). Она усиливает традиционную кристаллографию за счет добавления специально разработанных алгоритмов обработки изображений и рентгеновского лазера на свободных электронах. Такой лазер может направлять более мощные и сфокусированные рентгеновские лучи, чем другие источники рентгеновского излучения для кристаллографии. Весь процесс, от рентгеновского импульса до дифракционного изображения, завершается за несколько квадриллионных долей секунды.
Идея заключается в том, что кристалл мгновенно взрывается, когда на него попадает пучок фотонов, но с помощью фемтосекундного импульса все дифракционные данные собираются до того, как произойдет разрушение.
Вишенкой на торте является то, что smSFX выполняется без помещения образца в вакуум - еще одно преимущество для хрупких материалов, изучаемых материаловедами.
Исследование опубликовано в журнале Nature.