Ett nytt framsteg inom röntgenavbildning har avslöjat den dramatiska tredimensionella formen av guld nanokristaller, och kommer sannolikt att belysa strukturen hos andra material i nanoskala.
Beskrivs idag i Naturkommunikation , den nya tekniken förbättrar kvaliteten på nanomaterialbilder, gjord med röntgendiffraktion, genom att noggrant korrigera förvrängningar i röntgenljuset.
Dr Jesse Clark, huvudförfattaren till studien från London Centre for Nanotechnology sa:"Nanomaterial spelar en allt viktigare roll i många tillämpningar, det finns ett verkligt behov av att kunna erhålla tredimensionella bilder av mycket hög kvalitet av dessa prover.
"Hittills har vi varit begränsade av kvaliteten på våra röntgenstrålar. Här har vi visat att vi med ofullkomliga röntgenkällor fortfarande kan få mycket högkvalitativa bilder av nanomaterial."
Ända tills nu, de flesta nanomaterialavbildningar har gjorts med hjälp av elektronmikroskopi. Röntgenbild är ett attraktivt alternativ eftersom röntgenstrålar tränger längre in i materialet än elektroner och kan användas i omgivande eller kontrollerade miljöer.
Dock, att göra linser som fokuserar röntgenstrålar är mycket svårt. Som ett alternativ, forskare använder den indirekta metoden för koherent diffraktionsavbildning (CDI), där provets diffraktionsmönster mäts (utan linser) och inverteras till en bild med dator.
Nobelpristagaren Lawrence Bragg föreslog denna metod 1939 men hade inget sätt att fastställa de saknade faserna av diffraktionen, som idag tillhandahålls av datoralgoritmer.
CDI kan utföras mycket bra vid de senaste synkrotronröntgenkällorna, såsom brittiska Diamond Light Source, som har mycket högre koherent flöde än tidigare maskiner. CDI tar fart i studiet av nanomaterial, men, tills nu, har lidit av dålig bildkvalitet, med bruten eller ojämn densitet. Detta hade tillskrivits ofullständig koherens hos det använda röntgenljuset.
De dramatiska tredimensionella bilderna av guld nanokristaller som presenteras i denna studie visar att denna förvrängning kan korrigeras genom lämplig modellering av koherensfunktionen.
Professor Ian Robinson, London Centre for Nanotechnology och författare till tidningen sa:"De korrigerade bilderna är mycket mer tolkbara än någonsin tidigare och kommer sannolikt att leda till ny förståelse av strukturen hos material i nanoskala."
Metoden bör även fungera för fri-elektron-laser, elektron- och atombaserad diffraktiv avbildning.
