Claire Donnelly, Aluno de Doutorado no Laboratório de Sistemas Mesoscópicos, preparando um experimento de tomografia. As amostras a serem investigadas estão localizadas no topo dos pequenos pinos de cobre, mas são muito pequenos para serem vistos na fotografia. Crédito:Paul Scherrer Institut / Markus Fischer
Cientistas do Instituto Paul Scherrer e da ETH Zurique (Suíça) criaram imagens 3D de pequenos objetos mostrando detalhes de até 25 nanômetros. Além da forma, os cientistas determinaram como determinados elementos químicos foram distribuídos em sua amostra e se esses elementos estavam em um composto químico ou em seu estado puro.
As medições foram realizadas na Swiss Light Source no Paul Scherrer Institute usando um método chamado tomografia de fase. Como em outros tipos de tomografia, aqui, raios-x são emitidos através da amostra de diferentes direções para fornecer imagens de muitas perspectivas. Essas imagens são combinadas usando um programa de computador para fornecer uma imagem 3D.
O método foi demonstrado usando uma estrutura semelhante a uma bola de futebol chamada "buckyball", apenas 6 milésimos de milímetro de diâmetro, que foi fabricado com a mais recente tecnologia laser 3D. Além de mostrar a forma do objeto, o método permitiu aos cientistas localizar a localização de um elemento químico específico (cobalto) e deduzir mais informações sobre o ambiente de seus átomos. Eles aproveitaram o fato de que diferentes elementos interagem de maneira diferente com a luz de diferentes energias, como cores diferentes na luz visível, permitindo que eles vejam a distribuição de um elemento específico dentro da amostra.
Ser capaz de distinguir diferentes elementos e seus compostos na escala nanométrica em três dimensões é altamente relevante no desenvolvimento de novas peças eletrônicas e magnéticas ou catalisadores mais eficientes para a indústria química.
Imagem 3D da estrutura do fulereno investigada. Na imagem da direita, a distribuição de cobalto é mostrada em laranja. (A linha contínua corresponde a 1 micrômetro ou 1 milésimo de milímetro).
Manuel Guizar-Sicairos, linha de luz responsável no SLS, e Claire Donnelly discutindo os resultados de suas medições. Crédito:Paul Scherrer Institut / Markus Fischer