在工业、医疗领域等被活用的高分子材料和生物材料中，不同大小的原子、分子群按照各自的时间尺度运动。了解这些结构和运动十分重要，因为它们是工业材料韧性和脆性等力学性能和生物机能的微观来源。然而，尽管纳秒（纳秒为十亿分之一秒）范围内的运动测量对许多材料来说非常关键，但使用X射线等传统方法却无法达到足够的测量精度。
能够观测到比以往方法更广时域的“同步辐射X射线光谱型测量技术”概要图。通过同步辐射生成按梳状波长顺序排列的光谱结构，可以观测到纳秒级原子和分子结构的运动情况。
日本东北大学研究生院理学研究科的斋藤真器名副教授等人的研究团队，使用同步放射光X射线，研发出了0.1纳秒到100纳秒时域内的“X射线光谱型动态测量技术”，其灵敏度比以往的X射线法高出数个数量级。这种技术的高灵敏度是针对精确切割特定波长的光“核单色仪”和按波长测量光强度的“光谱仪”，赋予能够同时切割复数个波长进行测量的新条件，制作出能敏锐地反映原子、分子运动的时间尺度的“光谱结构”来实现的。此外，研究人员通过使用新一代高性能二维高速X射线相机“CITIUS”，使得同时精确测量原子和分子的结构成为可能。
这种方法对测量对象的限制少，能够对材料内部进行无损测量。此外，由于其测量效率高，可广泛应用于电池、液晶、轮胎等各种工业材料及生物模型系统，有望促进基于原子、分子层面认知的工业材料的开发和对生命现象的理解。(TEXT:原绘里香)
原文：JSTnews 2024年9月号
翻译：JST客观日本编辑部
