Tomar ‘fotografías’ de moléculas individuales en acción probablemente no esté en la lista de sus próximas vacaciones de verano. Sin embargo, un equipo internacional de científicos de Australia, Inglaterra y EE. UU. encontró una manera de obtener imágenes tridimensionales completas del interior de los nanocristales. Su técnica, conocida como imágenes de difracción de rayos X coherentes, «ayudará en el desarrollo de láseres de electrones libres de rayos X, que permitirán imágenes de una sola molécula». Pero lee más…
Aquí hay algunos detalles del comunicado de prensa del Imperial College London (ICL).
El profesor Ian Robinson, del Departamento de Física y Astronomía de la UCL y del Centro de Nanotecnología de Londres, quien dirigió el estudio, dice: «Este nuevo método de imagen muestra que la estructura interior de los desplazamientos atómicos dentro de los nanocristales individuales se puede obtener mediante la inversión directa de la patrón de difracción Esperamos que algún día esto se aplique para determinar la estructura de moléculas de proteína individuales colocadas en el haz de femtosegundos de un láser de electrones libres.
«Las imágenes de difracción de rayos X coherentes surgieron al darse cuenta de que los patrones de difracción sobremuestreados se pueden invertir para obtener imágenes espaciales reales. Es una alternativa atractiva a la microscopía electrónica debido a la mejor penetración de las ondas electromagnéticas en los materiales de interés, que son a menudo menos dañino para la muestra que los electrones».
Ahora, veamos algunas imágenes. A continuación, puede ver dos vistas perpendiculares de la reconstrucción tridimensional de la magnitud de la función de densidad compleja del nanocristal (Crédito: ICL, Nature).
La función de densidad se muestra como isosuperficies de densidad del 50 % en ay c. Los planos de las facetas ajustadas de la forma del cristal de equilibrio se han coloreado. b, Modelo esquemático de una esfera (semitransparente) y planos facetados (discos) que se ajustan a la vista de a. El diámetro del nanocristal es de 750 nm.
Esta segunda imagen muestra los «mapas de fase cortando el cristal en tres planos paralelos» (Crédito: ICL, Nature).
Diagrama esquemático de las secciones, separadas 138 nm. El cuadro translúcido es la región de soporte utilizada en los cálculos de fase, que era rectangular antes de la transformación de coordenadas. El abultamiento de fase se interpreta como una proyección de campos de tensión en la red cristalina que surgen de las fuerzas de contacto en la interfaz con el sustrato.
Este trabajo de investigación ha sido publicado por Naturaleza bajo el título «Mapeo tridimensional de un campo de deformación dentro de un nanocristal» (Tomo 442 Número 7098, Páginas 63-66, 6 de julio de 2006). Aquí hay un enlace al resumen del editor, Crystal mapping.
La radiación de rayos X de sincrotrón, producida por los aceleradores de electrones en las instalaciones centrales, ahora se puede producir en haces coherentes extremadamente estrechos. Cuando estos rayos X iluminan un cristal de dimensiones nanométricas, surge un patrón de difracción altamente resuelto. Esto proporciona una nueva y poderosa herramienta para el análisis estructural, ya que las características finas del patrón de difracción se pueden interpretar en términos de distorsiones subatómicas dentro del cristal atribuibles a su contacto con un soporte externo.
Y aquí hay dos enlaces más al resumen de este artículo y a algunas figuras y tablas de las que se han extraído las ilustraciones anteriores.
Fuentes: Comunicado de prensa de University College London, vía EurekAlert!, 5 de julio de 2006; Naturaleza, 6 de julio de 2006
Encontrará historias relacionadas siguiendo los enlaces a continuación.
