Se ha logrado un avance importante en la espectroscopía de rayos X suaves en fase de solución utilizando un nuevo sistema de chorro plano líquido, allanando el camino para nuevos experimentos en estado estacionario y resueltos en el tiempo.
Los métodos de rayos X específicos del elemento juegan un papel clave en la determinación de la estructura atómica y la composición de la materia y los materiales funcionales. La espectroscopía de rayos X es sensible al estado de oxidación, las distancias, el número de coordinación y las especies de los átomos que rodean inmediatamenteelemento seleccionado. Se ha aplicado una gran variedad de técnicas espectroscópicas de rayos X a muestras de fase gaseosa, líquido a granel o estado sólido, o se han utilizado para sondear sistemas moleculares en interfaces. La espectroscopía de rayos X se realiza predominantemente a gran escalainstalaciones de sincrotrón, o en años más recientes con láseres de electrones libres de rayos X, que prueban las propiedades del material en estado estable y resuelto en el tiempo.
La espectroscopía de absorción de rayos X blandos en fase de solución XAS, rango de energía aproximadamente de 0.2 - 1.5 keV no es un método fácil: los experimentos deben realizarse en condiciones de vacío, un entorno obviamente incompatible con la alta presión de vapor del aguaAdemás, si se mide en transmisión, las secciones transversales de absorción exigen espesores de muestra en el rango de micrómetro y submicrómetro 1 micrómetro = 10 -6 m = una millonésima parte de un metro.Alternativamente, si se miden señales secundarias tales como fluorescencia de rayos X, el experimento se limita a concentraciones de soluto comparativamente grandes.El uso de celdas de muestra con ventanas de membrana delgada permite el control de espesores de muestra apropiados, pero la degradación de la muestra con la iluminación de rayos X o con la iluminación del láser de la bomba en experimentos con resolución temporal hace que este enfoque sea desventajoso para los sistemas moleculares fotolabiles.El refresco de muestra es posible con un chorro de líquido, generado al bombear una solución a través de una boquilla con un pequeño orificio, dentro de la cámara de vacío.Sin embargo, los chorros de líquido individuales tienen dificultades para implementar los espesores sub micrones requeridos.
Una colaboración entre científicos del Instituto Max Born de Óptica No Lineal y Espectroscopía de Pulso Corto MBI, Helmholtz-Zentrum Berlin HZB y el Instituto Max Planck de Dinámica y Autoorganización MPIDS ahora han demostrado la implementación exitosade un chorro plano líquido con un grosor en el rango de µm, que permite mediciones de transmisión XAS en el régimen de rayos X blandos. Aquí se ha aplicado un fenómeno bien conocido en el campo de la dinámica de fluidos: al chocar oblicuamente dos chorros laminares idénticos, elel líquido se expande radialmente, generando una lámina en forma de hoja, delimitada por un borde más grueso, ortogonal al plano de los chorros incidentes.
El aspecto novedoso aquí es que se ha demostrado un chorro plano de agua líquida con espesores en el rango de pocos micrómetros, estable durante decenas a cientos de minutos, totalmente operativo en condiciones de vacío ‹10 -3 mbar.Por primera vez, los espectros de absorción de rayos X blandos de una muestra líquida podrían medirse en transmisión sin ninguna membrana.Las mediciones de rayos X se realizaron en la instalación sincrotrón de rayos X blandos BESSYII del Helmholtz-Zentrum Berlin.Este avance tecnológico abre nuevas fronteras en la espectroscopía de rayos X blandos de estado estacionario y con resolución temporal de los sistemas de fase de solución.
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Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlin eV FVB . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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