Negli ultimi anni, La tticografia a raggi X ha rivoluzionato l'imaging a contrasto di fase su scala nanometrica a sorgenti di sincrotrone su larga scala. La tecnica produce immagini di fase quantitativa con le risoluzioni spaziali più elevate possibili (10 nm) - andando ben oltre i limiti convenzionali dell'ottica a raggi X disponibile - e ha applicazioni di vasta portata nelle scienze fisiche e biologiche. Un articolo pubblicato su Lettere di revisione fisica il 12 maggio 2021, rivela che una collaborazione internazionale di scienziati ha dimostrato per la prima volta come la tecnica di imaging di diffrazione a contrasto di fase ad alta risoluzione può essere eseguita con sorgenti di laboratorio su piccola scala.

Il team di Diamond Light Source, Università di Gand, Università di Sheffield, e l'University College di Londra hanno condotto un esperimento con una sorgente di raggi X compatta a getto di metallo liquido (LMJ). Le sorgenti di raggi X da laboratorio hanno livelli di brillantezza significativamente inferiori, ma attualmente forniscono alla comunità di utenti di sincrotrone a raggi X l'accesso a micro-TC, dove possono acquisire una grande esperienza e produrre dati preliminari, presso le proprie istituzioni di appartenenza. Fino ad ora, non esisteva un simile equivalente per l'imaging su nanoscala attraverso l'imaging di diffrazione coerente e la tticografia. L'articolo del team delinea un tale esperimento e la prima prova di concetto per la pticografia a raggi X a campo lontano eseguita utilizzando una sorgente di laboratorio a raggi X.

Leader del gruppo di scienze del diamante, Paul Quinn commenta:"Abbiamo guidato gli sviluppi della tticografia per aprire questa tecnica a nuove aree e comunità scientifiche. Si basa sul lavoro che abbiamo svolto in molti anni e, a lungo termine questo approccio, in particolare, ha il potenziale reale di fornire immagini a risoluzione più elevata alle strutture di origine del laboratorio".

L'autore principale, Darren Batey, Beamline Scientist sulla I13-1 Coherence Beamline at Diamond spiega il coinvolgimento di Diamond in questo lavoro:"Il successo del progetto è dipeso fortemente dall'esperienza e dalle conoscenze che abbiamo raccolto negli anni al sincrotrone. Il risultato del nostro lavoro più recente consente studi preliminari da realizzare presso le Università, aumentando l'afflusso di scienza interessante alla nostra struttura. Una fonte di laboratorio come quella che abbiamo dimostrato con i nostri collaboratori, completerà le capacità di Diamond e di altre fonti."

Aggiungendo:"Dato lo sforzo mondiale verso lo sviluppo di sorgenti luminose compatte, questa svolta sperimentale è tempestiva e ha il potenziale per essere applicata a un'intera gamma di configurazioni di sorgenti luminose compatte. Il lavoro sblocca il potere analitico della tticografia per la più ampia comunità scientifica e promuoverà lo sviluppo di metodi di imaging di diffrazione coerenti avanzati. Il lavoro con i nostri collaboratori assicura che manteniamo il passo con le nuove tecnologie e gli sviluppi che possono migliorare l'efficienza degli esperimenti nelle strutture di sincrotrone".

I dati sono stati raccolti presso il Soft Matter AnalyticaL Laboratory (SMALL) dell'Università di Sheffield con la stazione terminale portatile per tticografia di I13-1 di Diamond Light Source e un rivelatore iperspettrale dell'Università di Ghent. La sorgente di raggi X è un getto di metallo di gallio liquido Excillum (LMJ), che ha una brillantezza di un ordine di grandezza superiore rispetto alle sorgenti microfocus convenzionali.

"La risoluzione ottenuta in questo primo esperimento è paragonabile ad altre tecniche di contrasto di fase di laboratorio, come il contrasto di fase in linea e l'illuminazione dei bordi. La svolta sperimentale ottenuta con un LMJ è un primo passo verso l'espansione della tticografia a raggi X ad altre sorgenti luminose compatte e luminose:dallo scattering Compton inverso, ad anelli di stoccaggio compatti e basati su laser-plasma, "dice Darren Batey.