پژوهشگران موفق شدند روش جديدي براي تصويربرداري سه بعدي از ساختار بلوري مواد ارائه کنند. با اين روش مي‌توان تغييرات بوجود آمده درون نمونه را به صورت مستقيم مشاهده کرد.
به گزارش سرويس پژوهشي ايسنا، بيشتر مواد جامد از ميليون‌ها بلور کوچک تشکيل شده‌اند که اين بلورها به‌هم چسبيده و يک جامد متراکم را بوجود مي‌آورند. جهت‌گيري، اندازه و چيدمان اين بلورها نسبت به هم براي تعيين برخي خواص مواد بسيار مهم است.
به طور معمول مي‌توان با ايجاد يک برش سطحي از بلور، ساختار بلور را مشاهده کرد و اطلاعات دو بعدي از آن دريافت کرد. در سال‌هاي اخير، روش‌هاي اشعه ايکس ارائه شده‌اند که با آنها مي‌توان درون ماده را مشاهده کرد و يک نقشه سه بعدي از ساختار آن تهيه کرد. اين روش داراي محدوديت قدرت تفکيک در حدود 100 نانومتر است.
در روشي که اخيرا در نشريه Science به چاپ رسيده است، توضيح داده شده که چگونه مي‌توان نقشه سه بعدي با قدرت تفکيک نانومقياس از ساختار بلوري درون ماده ترسيم کرد. براي اين کار محققان از ميکروسکوپ الکتروني عبوري که در بيشتر آزمايشگاه‌هاي تحقيقاتي يافت مي‌شود، استفاده کردند.
در اين روش، نمونه‌ها بايد چند صد نانومتر ضخامت داشته باشند. اين محدوديت مشکلي در مطالعه ساختار بلوري درون نانومواد ايجاد نمي‌کند، زيرا ميانگين اندازه بلور کمتر از 100 نانومتر است.
نانومواد داراي استحکام و مقاومت در برابر خستگي بسيار بالا هستند، بنابراين مي‌توان از اين دسته مواد در حوزه‌هاي مختلف از جمله نانوالکترونيک استفاده کرد. توانايي ترسيم تصوير سه بعدي از ساختار بلوري در اين مواد گام مهمي به سوي توانايي درک منشاء خواص ويژه آنها است.
براي مثال، تصوير سه بعدي از چيدمان بلورها در فيلم آلومينيومي با ضخامت 150 نانومتر در اين شکل نشان داده شده است. اين بلورها ساختار شبکه‌اي يا چيدمان اتمي يکساني دارند، اما جهت‌گيري آنها در نمونه سه بعدي، همان‌طور که با برچسب‌هاي 1 و 2 نشان داده شده، متفاوت است. رنگ‌ها نشان دهنده جهت‌گيري بلور بوده و هر بلور توسط حجم‌هايي از يک رنگ تعريف مي‌شود. بلورهاي منفرد از اندازه‌هاي مختلف از چند نانومتر تا 100 نانومتر و شکل‌هاي مختلف کشيده تا کروي به وضوح قابل مشاهده و با قدرت تفکيک يک نانومتر قابل ترسيم هستند.
يکي از مهمترين مزاياي اين روش سه بعدي آن است که به محققان اجازه مي‌دهد تا تغييرات بوجود آمده درون نمونه را به‌صورت مستقيم مشاهده کنند. براي مثال مي‌توان تصويربرداري را قبل و بعد از عمليات حرارتي انجام داد و با اين کار نشان داد که در طول فرآيند حرارت دهي چه تغييرات ساختاري رخ مي‌دهد.
قدرت تفکيک اين روش جديد 100 برابر بهتر از روش‌هاي غيرمخرب سه بعدي فعلي است. اين روش فرصت‌هاي جديدي براي آناليز دقيق‌تر پارامترهاي ساختاري نانومواد فراهم مي‌کند.
