Физики The University of Nottingham добились удивительного научного прорыва, внедрив атомы благородного газа криптона внутрь углеродных нанотрубок. Этот шаг преобразил нанотрубки в "одномерный газ" (нить), предоставив ученым уникальную возможность изучить взаимодействия атомов криптона на наноуровне в условиях, когда их движение ограничено одним измерением.
Согласно публикации на портале American Chemical Society, для исследования динамики одноатомных элементов благородных газов была применена просвечивающая электронная микроскопия с временным разрешением (ПЭМ). Прямое наблюдение за атомами криптона позволило более глубоко понять химические связи, реакционную способность и состояния вещества на наноуровне.
В рамках исследования была создана наноразмерная система, включающая эндоэдральные фуллерены, инкапсулированные в одностенные углеродные нанотрубки. Эта система способна по требованию доставлять и высвобождать атомы криптона путем слияния фуллереновых каркасов хозяина под действием электронного луча или тепла.
Состояние и динамика атомов криптона были исследованы различными методами, такими как энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (EDS), спектроскопия энергетических потерь электронов (EELS) и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS). Применение просвечивающей электронной микроскопии с высоким разрешением позволило точно измерить положения атомов криптона.
Эксперимент также привел к формированию капсул, содержащих два атома криптона. Такие капсулы выявили ван-дер-ваальсовы и ковалентные состояния криптона. При воздействии электронного пучка образовались сросшиеся гнездовые нанотрубки, содержащие цепочки из нескольких атомов криптона.
Этот уникальный материал представляет собой сильно сжатый и ограниченный по размерам "одномерный газ", устойчивый в условиях окружающей среды. Прямая визуализация в атомном масштабе позволила выявить ранее неизвестные состояния связи и продемонстрировать удивительное одномерное газообразное состояние криптона.
Эти открытия подчеркивают мощь технологий просвечивающей электронной микроскопии в исследованиях химии на уровне отдельных атомов.
