近日,一項發表于《自然·物理學》的研究用世界上最大的X射線激光器,和顯微成像譜儀,拍攝到了碘吡啶復雜分子在原子級尺度的清晰圖像。這是迄今為止對復雜分子拍攝的清晰度最高的圖像。這些圖像對于未來錄制分子變化過程的視頻非常重要,而高分辨率視頻能提供化學或物理變化過程的具體細節。
研究人員利用的是一種被稱作“庫侖爆炸成像”的方法。高強度且波長超短的X射線激光能“敲掉”分子中的大部分電子,即讓這些電子脫離分子的束縛。此時,帶正電的原子之間的靜電斥力讓分子在飛秒內就會發生爆炸。隨后,爆炸后分離的離子碎片在電場的“引導”下進入檢測器以被成像,之后再按照這些碎片確切的位置和時間將碎片的圖像拼湊成分子圖像。此前這種方法主要用于成像不超過5個原子的小分子,但現在這項研究突破了這個限制。