光学“镊子”与X射线结合，可分析液体中的晶体！( 二 )_理解液体溶液中微小晶体上的化学反应是

科学家们发现了一种利用激光、镜子和光调制器在溶液中固定晶体的“光镊” 。这种“镊子”使x射线衍射测量悬浮在溶液中的晶体成为可能。图片：Robert Horn/Argonne National Laboratory

阿贡科学家们用一对镊子分别夹在晶体的一端，就可以在液态溶液的存在下，在不暴露于其他表面的情况下，高精度地操纵半导体微晶体的三维结构。这项研究的通讯作者、阿贡杰出的研究员琳达·杨(Linda Young)说：通常，当人们用x射线衍射观察微晶体时会粘在样品夹上，这就会造成失真。但现在，有了光学镊子，就可以捕捉到溶液中单个粒子的原始状态，并观察其结构演变。理论上，可以添加反应物，捕获溶解或反应，并在原子水平上监测变化。杨和同事们获得了只用光操纵样本的能力，从而能够利用阿贡先进光子源(APS)产生的相干x射线。

APS是美国能源部科学用户设施办公室(DOE Office of Science User Facility) 。利用布拉格相干衍射成像(CDI)技术，研究人员能够在真实条件下，从不同角度研究晶体的结构。布鲁克海文国家实验室(BNL)的科学家、这项研究的第一作者高元解释说：通过将光镊与布拉格CDI配对，科学家们现在有了一种新方法来探索液体介质中的材料，发现来自不同技术的结合，包括将激光与APS的相干光束配对。为了使实验成功，还需要纳米材料中心的纳米制造技术来制造样品电池。纳米材料中心(CNM)也是美国能源部科学用户设施办公室。这项技术可能对未来的研究很有用，包括成核和晶体生长。