現(xiàn)在可以用高分辨率逐個(gè)原子地分析納米級(jí)的月塵斑點(diǎn),其粗細(xì)與人的頭發(fā)差不多。
芝加哥大學(xué)的研究人員使用一種稱(chēng)為原子探針層析成像(APT)的創(chuàng)新方法,發(fā)現(xiàn)了一種方法來(lái)保存在阿波羅任務(wù)期間收集的有限的珍貴月球巖石樣本。
芝加哥大學(xué)的地球物理學(xué)家菲利普·赫克說(shuō):“五十年前,沒(méi)人能想到有人會(huì)用這種技術(shù)來(lái)分析樣品,而只用一點(diǎn)點(diǎn)顆粒。”他也是菲爾德博物館的策展人。
“成千上萬(wàn)的此類(lèi)谷物可能放在宇航員的手套上,這對(duì)于進(jìn)行大規(guī)模研究而言將是足夠的材料。”
令人驚訝的是,這么小的東西可以包含這么多的信息,更不用說(shuō)我們可以以某種方式訪問(wèn)??該知識(shí)庫(kù)了。
APT是一種使我們能夠訪問(wèn)的巧妙技術(shù),它是如此靈敏,可以逐個(gè)原子地成像微小的材料樣本,從而為研究人員提供了強(qiáng)大的3D來(lái)源分析功能。
為了使用APT分析月球塵埃顆粒,芝加哥大學(xué)的地球物理學(xué)家Jennika Greer準(zhǔn)備了一個(gè)針狀樣品,其寬度只有幾百個(gè)原子-她用聚焦的帶電原子束從顆粒中雕刻出了這個(gè)微小的細(xì)小柱子。
“我們可以使用表達(dá)nanocarpentry,”Heck解釋說(shuō)。“就像木匠塑造木材一樣,我們以納米級(jí)的方式處理礦物。”然后是原子探針部分-使用激光,研究人員將原子從針狀樣品中逐一敲除,觀察每個(gè)原子飛出并撞擊探測(cè)器板。
某些元素會(huì)以不同的速率飛離樣品,這使研究人員能夠分析樣品的真實(shí)成分和質(zhì)地。例如,與氫相比,鐵需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能到達(dá)檢測(cè)器板,因?yàn)樗且环N較重的元素。