Для исследования кристаллической структуры твердых тел обычно используется дифракция рентгеновских лучей. Рентгеноструктурный анализ дает надежные результаты, если линейные размеры монокристалла l превышают 10 мкм. Так как кристаллы таких размеров получается вырастить далеко не всегда, то часто приходится ограничиваться порошками, состоящими из частиц с l < 10 мкм. При этом для количественного анализа рентгеновских дифрактограмм используют данные численных расчетов методами ab initio. И здесь все упирается в размеры элементарной ячейки. Если ее объем превышает 300 нм³, то атомное строение определить не удается. Между тем за последние годы синтезирован ряд новых металлорганических соединений с объемом элементраной ячейки 1000 нм³ и более. Они характеризуются очень низкой плотностью упаковки атомов и наличием больших "пор", поэтому их предполагается использовать для хранения газов, в сепараторах и пр. Но отсутствие детальной информации о структуре этих соединений препятствует целенаправленному поиску новых материалов такого типа.

Рис.1. Структура MIL-110 (вид вдоль оси c). Кластеры Al8 связаны друг с другом молекулами бензол-карбоксилата.

Сложилась очень интересная ситуация: непрерывное совершенствование технологии позволяет синтезировать все новые и новые вещества, а структура многих из них остается нам неизвестной. И вот дело вроде бы сдвинулось с мертвой точки. В недавней работе исследователей из двух французских институтов, Institut Lavoisier, Versailles и ESRF, Grenoble, разработана методика определения структуры кристаллов микронных размеров с использованием "микродифракции" сфокусированного до примерно 1 мкм пучка рентгеновских лучей от синхротронного источника. Она использована для исследования маленьких кристалликов Al₈(OH)₁₂{(OH)₃(H₂O)₃}[bct]₃:nH₂O, где bct – 1,3,5-бензол трикарбоксилат (авторы назвали это соединение MIL-110 – аббревиатура от Materials of Institute Lavoisier). Результаты представлены на рис. 1. Теперь на повестке дня – определение атомного строения различных твердотельных соединений, долгое время "ждавших своего часа". Новая методика может быть задействована также в биологии (например, для изучения структуры белков), медицине и других областях. По мнению французских ученых, в перспективе ее можно модифицировать так, что станут возможными исследования кристаллов субмикронных и даже нанометровых размеров.

Источник информации - заметка в бюллетене ПерсТ, выпуск 21 за 2007 г.