單顆粒氣溶膠飛行時的碎片形態、成像、質譜分析

微米級細顆粒物的形態對毒理學和氣候學都非常重要,但顆粒的這些屬性很難在自然環境中測量到.電子顯微鏡學需要在基質上收集顆粒態,可見光散射提供的分辨率不足,X射線同步加速器研究被限定在集合的顆粒物上.這里,展示1種原位測量方法,對在自然環境中分辨就緒在亞微米級到納米級的單顆粒呈像,采用1個有明暗度強的直線加速器相干光源的X射線自由電子激光.引入單顆粒氣溶膠到脈沖的X射線光束中,有足夠強的衍射光可以測量到單個顆粒的形態以進行分析.同時,由光速發射出的離子碎片采用質譜進行分析,已確定出來單顆粒氣溶膠顆粒的組成成分.研究結果顯示,單顆粒煙煤顆粒的內部擴線的對稱性使其服從于非平衡聚合,同時碎片體積的變化范圍非常大.此外,該方法可以延伸到解析無序顆粒集合的靜止和動態形態.這種總體形態分析法可推廣用于蛋白學的溶劑可達性、氨基酸的流體動力學交互作用中的震動能轉化以及火焰法大量合成納米結構物質等領域.