مطياف امتصاص الأشعة السينية ( XAS ) هو نوع من التكنولوجيا المتقدمة على أساس مصدر الإشعاع السنكروتروني ( SRS ) . من خلال تحليل التغيرات في إشارة الأشعة السينية بعد التفاعل مع المواد ، معلومات عن العناصر الالكترونية الدول المجهرية من المواد التي تم الكشف عنها . جوهر هذا الاختراع هو استخدام الأشعة السينية لتحفيز الإلكترونات في الطبقة الداخلية من الذرة ، من خلال الكشف عن مضان أو مثقب الإشارات الإلكترونية الناتجة عن انتقال الإلكترون ، والحصول على " بصمة " المعلومات من المواد المحلية الهيكل .
مبدأ التقنية : انتقال الإلكترون " المجهر "
عندما الأشعة السينية الطاقة تصل إلى عتبة التأين من الإلكترونات في الطبقة الداخلية من الذرة ، وسوف يؤدي إلى انتقال الإلكترون ، وتشكيل حافة الامتصاص . اعتمادا على نطاق الطاقة ، XAS ينقسم إلى مجالين رئيسيين :
امتصاص الأشعة السينية بالقرب من حافة هيكل ( xanes ) : امتصاص حافة 10ev إلى 50ev ، مما يعكس حالة الإلكترون و البيئة الكيميائية . على سبيل المثال ، من خلال تحليل موقف الجبهة حافة الذروة في xanes الطيف ، التكافؤ الدول ايونات المعادن يمكن الحكم عليها ( على سبيل المثال ، الفرق بين امتصاص الطاقة حافة الحديد ۸ و الحديد ⁺ حوالي 2-3ev ) .
توسيع هيكل غرامة امتصاص الأشعة السينية ( exafs ) : 50 فولت إلى 1000 فولت بعد امتصاص الحافة ، وكشف عن المسافة بين الذرات ، تنسيق عدد وغيرها من المعالم الهيكلية . معامل الامتصاص هو متذبذب بشكل دوري بسبب تأثير التداخل بين الكتروضوئي و نثر من الذرات المحيطة بها .
المزايا التقنية : ضياع ، في الموقع ، حساسية عالية
XAS ليس لديها متطلبات صارمة على شكل عينة ، ويمكن تحليل مسحوق ، فيلم ، السائل أو حتى الغاز دون تدمير العينة . جنبا إلى جنب مع سطوع عالية و الطول الموجي الانضباطي المستمر خصائص مصدر الإشعاع السنكروتروني ، XAS يمكن تحقيق في الموقع اختبار ( على سبيل المثال ، وارتفاع في درجة الحرارة ، وارتفاع الضغط ، الكهروكيميائية البيئة ) ، ودينامية تتبع تطور هيكل المواد في رد الفعل . على سبيل المثال ، في دراسة بطاريات ليثيوم أيون ، XAS يمكن رصد حالة التكافؤ من المعادن التي تمر بمرحلة انتقالية أثناء الشحن والتفريغ ، وتوفير البيانات الرئيسية لتحسين أداء البطارية .
مجالات التطبيق : من المحفزات إلى الجزيئات الحيوية
XAS التكنولوجيا قد تم تطبيقها على نطاق واسع في مجال علوم المواد ، الكيمياء ، الطاقة ، والطب الحيوي .
دراسة عن محفز : تحليل هيكل مركز نشط ، وكشف عن آلية التفاعل . على سبيل المثال ، من خلال اكتشاف XAS تنسيق البيئة من المواقع المعدنية في ذرة واحدة محفز ، دليل تصميم عالية الكفاءة محفز .
مواد الطاقة : تحليل المواد الكهربائي بطارية ايون deembedding الآلية ، وتحسين كفاءة تخزين الطاقة .
العلوم البيئية : تتبع شكل تحويل الملوثات في البيئة ، وتوفير أساس العلاج .
الطب الحيوي : دراسة هيكل مركز نشط من metalloproteins للمساعدة في تطوير الأدوية .
آفاق المستقبل : تقنية التكرار و التكامل بين التخصصات
مع تطور الجيل الرابع من مصادر الإشعاع السنكروتروني ( على سبيل المثال ، ليزر الإلكترون الحر ) ، والطاقة القرار والوقت القرار XAS سيتم زيادة تعزيز عملية دينامية الفيمتو ثانية يمكن ملاحظتها . وفي الوقت نفسه ، فإن تعميم سطح المكتب XAS المعدات سوف تدفع هذه التكنولوجيا إلى توسيع نطاق من البحوث العلمية على نطاق واسع معدات المختبرات التقليدية ، وتوفير المزيد من أدوات قوية من أجل الابتكار في المواد ، وتحويل الطاقة و علوم الحياة اختراق .