在工業、醫療領域等被活用的聚合體材料和生物材料中，不同大小的原子、分子羣按照各自的時間尺度運動。瞭解這些結構和運動十分重要，因爲它們是工業材料韌性和脆性等機械性質和生物機能的微觀來源。然而，儘管奈秒（奈秒爲十億分之一秒）範圍内的運動測量對許多材料來說非常關鍵，但使用X射線等傳統方法卻無法達到足夠的測量精度。
能夠觀測到比以往方法更廣時域的「同步輻射X射線光譜型測量技術」概要圖。透過同步輻射生成按梳狀波長順序排列的光譜結構，可以觀測到奈秒級原子和分子結構的運動情況。
日本東北大學研究生院理學研究科的齋藤真器名副教授等人的研究團隊，使用起伏同步放射光X射線，研發出了0.1奈秒到100奈秒時域内的「X射線光譜型動態測量技術」，其靈敏度比以往的X射線法高出數個數規模。這種技術的高靈敏度是針對精確切割特定波長的光「核單色儀」和按波長測量光強度的「光譜儀」，賦予能夠同時切割複數個波長進行測量的新條件，製作出能敏銳地反映原子、分子運動的時間尺度的「光譜結構」來實施的。此外，研究人員透過使用新一代高性能二維高速X射線相機「CITIUS」，使得同時精確測量原子和分子的結構成爲可能。
這種方法對測量物件的侷限少，能夠對材料内部進行無損測量。此外，由於其測量效率高，可廣泛應用於電池、液晶、輪胎等各種工業材料及生物模式系統，有望促進基於原子、分子層面認知的工業材料的開發和對生命現象的理解。(TEXT:原繪里香)
原文：JSTnews 2024年9月號
翻譯：JST客觀日本編輯部
