Letter 計測：飛行中の単一エアロゾル粒子のフラクタル形態、画像化および質量分析 2012年6月28日 Nature 486, 7404 doi: 10.1038/nature11222 マイクロメートルサイズの粒子状物質の形態は、毒物学から気候科学までのさまざまな分野できわめて重要である。しかし、この特性は粒子が生成された環境中では意外なほど測定が困難である。電子顕微鏡法は基板上に粒子を集める必要があり、可視光散乱は分解能が不十分であり、X線シンクロトロンによる研究は粒子集合体に限定されてきた。今回我々は、線形加速器コヒーレント光源（LCLS）自由電子レーザーの高強度コヒーレントX線パルスを用いて、個々のサブマイクロメートル粒子を生成された環境内でナノメートル分解能で撮像するin situ法を実証した。個々のエアロゾル粒子は、パルスX線ビーム内に導入され、このビームは十分な強度を持つために個々の粒子からの回折を測定して形態を分析できる。同時に、ビームから放出されたイオンフラグメントを質量分析法で分析し、単一エアロゾル粒子の組成を確定した。今回の結果は、非平衡凝集しやすい個々のすす粒子の内部膨張対称性の程度と、粒子のフラクタル次元のばらつきが意外に大きいことを示している。さらに広く見れば、我々の方法を拡張することにより一般的な無秩序粒子集合体の静的形態と動的形態の両方を解像できるだろう。このような一般的形態は、タンパク質の溶媒露出度、アミノ酸の流体力学的相互作用による振動エネルギー移動、火炎合成によるナノスケール構造体の大量生産などに関連している。 Full Text PDF 目次へ戻る
