1秒钟拍3000张 看X射线自由电子激光仪有多牛

科普中国-科技让生活更美好 2017-10-30

  据新华网报道,9月,欧洲X射线自由电子激光装置(简称欧洲XFEL)在德国汉堡大都市区正式投入使用。这一造价为12.2亿欧元的大型激光装置由11个欧洲国家参与研发和建设。欧洲XFEL是世界上最大的X射线激光设施,其产生的X射线自由激光能够对生物活体细胞进行三维全息成像和显微成像,每秒可发射多达27000个脉冲,亮度比传统的同步加速器光源亮度高出10亿倍。那么,欧洲XFEL到底有多强大?其应用前景如何?

  据参考消息网报道,欧洲XFEL几百飞秒发射一次强大的X射线,时间非常短,就像闪光灯一样。它们能够捕获抖动分子瞬间静止的快照,而且波长小到足以提供原子级分辨率的照片。通过欧洲XFEL,在1秒钟内,科学家应能收集到超过3000张高质量的X射线图像,相比之下,目前其他的设施则只有100张左右。

  《科技日报》介绍,通过对样本进行连拍获得数千张照片,科学家可以获得各种酶蛋白、催化剂甚至病毒的活动影像。在分子结构检测实验中,利用传统X射线光源往往需要将被检测分子制成较大的晶体结构,而欧洲XFEL产生的X射线足够强,晶体结构只需几个纳米即可,它甚至能对非晶体形式的簇状分子进行结构检测。因此,欧洲XFEL在从原子级别测量样本分子结构方面更具优势,将用来对单个分子进行衍射检测。

  此外,新华网报道称,欧洲XFEL装置长3.4公里,X射线激光不仅可用于解开病毒和细胞原子结构之谜,而且可被用于在纳米粒子中制作三维图像、记录化学反应并观察粒子内部的反应过程,有助于新药和新材料的研发。

  欧洲XFEL有助于突破大众对当前科学知识认知的界限,今后科学家将更好地在微观尺度上观测目标,有望为物质科学、生命科学等领域带来新的发现。(郭星星)

  本文由中国人民解放军总医院第一附属(304)医院八一大楼门诊部主任彭国球进行科学性把关,目前其主要研究领域为健康养生类、临床医学类、心理医学类等。

责任编辑:王超

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