Ingenieros de la ESA exploran nano-mundo con el nuevo Instrumento de rayos X

12 12 2011

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Ingenieros de la ESA explorar nano-mundo con el nuevo Instrumento de rayos X

12 de diciembre 2011
los ingenieros de la ESA el examen de los materiales candidatos para futuras misiones espaciales tienen un nuevo instrumento para el estudio muy superficial:. realización de nano-escala de análisis de ultra-delgadas rebanadas de la piel exterior de un material El espectrómetro de rayos X de fotoelectrones (XPS) era la costumbre-construido a las especificaciones de la ESA por VG Scienta en el Reino Unido y se entregan a los laboratorios de materiales y componentes eléctricos en el ESTEC de la ESA el centro técnico en Noordwijk, Países Bajos este mes.

El XPS, como una herramienta de la ciencia de superficies, permitirá a los ingenieros analizar el material de prueba de estructura de superficie y la composición a una profundidad de sólo dos a cuatro nanómetros – un nanómetro es una mil millonésima de un metro, o, por lo general, una docena de átomos pocos individual.  

XPS de medición de la superficie de óxido de titanio

XPS medición

"Premio Nobel químico galardonado con Wolfgang Pauli había un dicho:" Dios hizo a los sólidos, pero el diablo hizo superficies ", explicó Christopher Semprimoschnig, jefe de la Evaluación Espacial y Radiación de la Sección de Materiales efectos de los materiales de la ESA y la División de Componentes de la tecnología.

"La mayor parte de un material tiene una estructura regular, pero la superficie donde el material se reúne fuera del espacio es irregular.

"Este nuevo instrumento es muy importante porque estamos interesados ​​en cómo los materiales de prueba reaccionan con la radiación espacial, y cualquier cambio en la química de superficie puede alterar sustancialmente el comportamiento global del material.

"Además, vamos a ser capaces de identificar y analizar una capa muy delgada de material condensa en las superficies. Para la tarea muy importante para verificar si hay algo que está realmente limpio, éste será el instrumento de elección.

"Si estamos en la búsqueda de vida en Marte, entonces no queremos enviar nuestra propia contaminación biológica allí."

LISA Pathfinder

LISA Pathfinder

El XPS será útil en la preparación de una serie de misiones de la ESA, incluyendo LISA Pathfinder-, que pondrá a prueba en vuelo tecnologías para la detección futura de las ondas gravitacionales predichas por Albert Einstein.

"LISA Pathfinder-se basa en un bloque de aleación de oro y platino que flotan libremente dentro de la nave, y la medición de fuerzas externas que desviar para evitar que se desvíe", añadió Christopher.

"Cualquier contaminación de la superficie, a la escala atómica, podría conducir a problemas de control."

La capacidad del espectrómetro para revelar cómo las superficies exteriores serán sustancialmente modificado por las diferentes propiedades del espacio será crucial para la misión del sistema de Júpiter, Europa, propuso enviar una nave espacial en la órbita de la radiación empapado de Júpiter.

El espacio de cerca de Júpiter

Los cinturones de radiación alrededor de Júpiter

El XPS es lo contrario de funcionamiento del microscopio electrónico más conocidos y asociados espectroscopia de energía dispersiva de rayos-X. Mientras que un microscopio de electrones dispara electrones en una muestra y registra los rayos X emitidos, las muestras de las sondas de XPS de alta energía de rayos X que se inicia a los electrones con una diversa gama de energías, detectado por el analizador del instrumento electrónico hemisférica.

"La energía cinética de los electrones es una función de su energía de enlace – la diferencia de energía entre los átomos ionizados y neutros – y depende de la estructura química de las sustancias analizadas", dijo Christopher.

"Esto significa que podemos aprender de la naturaleza precisa de los bonos de química de la superficie, que es un gran paso adelante."

Imagen de AFM

Microscopio de Fuerza Atómica imagen

Para maximizar la precisión, el XPS es un instrumento ultra alto vacío, con las bombas de la creación de un vacío que es mil veces más puro que los instrumentos anteriores, por lo general lo que permite hasta 10 000 segundos para analizar una muestra antes de los átomos que quedan en la cámara puede contaminar que.

Además, el instrumento está equipado con un cañón de iones enfocado que le ayudará a examinar los perfiles de profundidad de concentración de muestras de hasta unas pocas decenas de micras.
El XPS se utilizará para "nano-análisis" en conjunto con otros instrumentos, sobre todo el Microscopio de Fuerza Atómica (AFM) que emplea una punta de nanómetros de ancho como un lápiz a través de un tocadiscos para revelar topografía de la superficie hacia abajo en la escala atómica, mide aproximadamente un único átomo por segundo.

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