單顆粒氣溶膠飛行時的碎片形態(tài)、成像、質(zhì)譜分析

微米級細顆粒物的形態(tài)對毒理學(xué)和氣候?qū)W都非常重要,但顆粒的這些屬性很難在自然環(huán)境中測量到.電子顯微鏡學(xué)需要在基質(zhì)上收集顆粒態(tài),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(huán)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(tài)以進行分析.同時,由光速發(fā)射出的離子碎片采用質(zhì)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(jié)果顯示,單顆粒煙煤顆粒的內(nèi)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(tài)形態(tài).這種總體形態(tài)分析法可推廣用于蛋白學(xué)的溶劑可達性、氨基酸的流體動力學(xué)交互作用中的震動能轉(zhuǎn)化以及火焰法大量合成納米結(jié)構(gòu)物質(zhì)等領(lǐng)域.