Техника - молодёжи 2009-03, страница 11
Если, используя микроскоп, мы можем определить размер частицы, просто «взглянув» на неё, то в эксперименте по рассеянию нейтронов эта информация закодирована в изменении свойств нейтрона, происшедшем в результате его столкновения с исследуемой частицей. Но тот, кто сможет «прочесть» эту информацию, будет знать об объекте значительно больше, чем, скажем, тот же «микроскогшст». Например, посмотрите на рис. 7. Слева показаны частицы кобальта, увеличенные в сотни тысяч раз; справа - результаты малоуглового рентгеновского рассеяния. Изображение слева может объяснить даже школьник младших классов. Вот частицы, их много, они не «слиплись» в кластеры, их размер примерно 20 нанометров. Похоже, что все они имеют более или менее сферическую форму. А что увидит тот же школьник на картинке справа? Он начнёт с рассматривания осей. Что это за сечение рассеяния на оси игрек? Если это интенсивность рассеянных фотонов, то почему она не указана в числе рассеянных фотонов? Что это вообще за единицы 5 0.1: о о ■j 1> и 0.01 \ 1 Вектор рассеяния Q [нм~1] Рис. 7. Слева: изображение кобальтовых наночастиц, полученное при помощи просвечивающего электронного микроскопа. Справа: результаты малоуглового рентгеновского рассеяния тех же частиц в растворе взаимодействуют друг с другом в растворе, и если взаимодействуют, то как именно. И всё это, основываясь только на одной кривой! Согласитесь, что, несмотря на странные размерности осей, а также на явную непрезентабельность по сравнению с левым фото, этот график даёт гораздо более обширную и детальную информацию. Тем более что в эксперн- также из частных бесед со специалистами, работающими в ведущих нейтронных центрах мира, автор получил цифру: S10 ООО в день. Это - усреднённая стоимость одного дня нейтронного эксперимента. Обоснованность такой цифры можно интуитивно признать, взглянув на экспериментальный зал, где располагаются несколько нейтронных инструментов (рис. 9). Рис. 8. Бассейн исследовательского реактора в Сакле, Франция Рис. 9. Экспериментальный зал в центре нейтронных исследований при Национальном институте стандартов и технологий в США измерения - обратные сантиметры? С осью икс не легче, там вообще обратные нанометры... Однако если понимать значение осей икс и игрек и построить модель, описывающую эту экспериментальную кривую, то такая модель даст следующие данные: плотность «подопытных» частиц, их размер, разброс по размеру, форму, степень их оксидирования, являются ли они свободными или менте с рентгеном «участвовали» десятки тысяч частиц, в то время как на фото мы можем эти частицы пересчитать по пальцам. Это значит, что методы рассеяния дают более обобщённую информацию о частицах и не ограничены полем зрения микроскопа. Последнее, о чём хотелось бы упомянуть в этой статье: всё это требует больших, порой очень больших затрат. Из доступных публике источников, а Да, современная наука - весьма дорогое занятие. Но возможности, которые она открывает, порой просто бесценны, П Михаил Фейгенсон, научный сотрудник Брукхейвенской национальной лаборатории (США). Иллюстрации: www.smrth.edu,www.lcd.ie, www.shinetsu-rare-eorth-magne1.jp,www.ibm.com, www.zyvexlabs.com.http://den-dans.extra.cea.lr, www.ncnr.nist.gov wwwtm-maQazin.ru |
