:Concepts, die für das Neutronzerstreuen des kleinen Winkels und Röntgenstrahl-Zerstreuen des kleinen Winkels üblich sind, werden im sich überwölbenden Lemma-Zerstreuen des kleinen Winkels beschrieben.

Neutronzerstreuen des kleinen Winkels (SANS) ist eine experimentelle Technik, die elastisches Neutron verwendet, das sich in kleinen sich zerstreuenden Winkeln zerstreut, um die Struktur von verschiedenen Substanzen an einer mesoscopic Skala von ungefähr 1 - 1000 nm zu untersuchen.

Das kleine Winkelneutronzerstreuen ist in vieler dem Röntgenstrahl-Zerstreuen des kleinen Winkels (SAXS) sehr ähnlicher Hinsicht; beide Techniken werden gemeinsam Zerstreuen des kleinen Winkels (SAS) genannt. Vorteile OHNE über SAXS sind seine Empfindlichkeit zu leichten Elementen, der Möglichkeit des Isotop-Beschriftens und des starken Zerstreuens vor magnetischen Momenten.

Technik

Während OHNE Experimentes wird ein Balken von Neutronen an einer Probe geleitet, die eine wässrige Lösung, ein Festkörper, ein Puder oder ein Kristall sein kann. Die Neutronen werden durch Änderungen des Brechungsindexes auf einer Nanometer-Skala innerhalb der Probe elastisch gestreut, die die Wechselwirkung mit den Kernen der Atom-Gegenwart in der Probe ist. Weil die Kerne aller Atome kompakt sind und der vergleichbaren Größe Neutronen dazu fähig sind, stark mit allen Atomen aufeinander zu wirken. Das ist im Gegensatz zu Röntgenstrahl-Techniken, wo die Röntgenstrahlen schwach mit Wasserstoff, dem reichlichsten Element aufeinander wirken.

In der Nullordnung dynamische Theorie der Beugung ist der Brechungsindex direkt mit der sich zerstreuenden Länge-Dichte verbunden und ist ein Maß der Kraft der Wechselwirkung einer Neutronwelle mit einem gegebenen Kern. Der folgende Tisch zeigt die sich zerstreuenden Längen für verschiedene Elemente (in 10 Cm).

Bemerken Sie, dass die Verhältnisskala der sich zerstreuenden Längen dasselbe ist. Ein anderer wichtiger Punkt ist, dass das Zerstreuen von Wasserstoff von diesem von schwerem Wasserstoff verschieden ist. Außerdem ist Wasserstoff eines der wenigen Elemente, das eine negative Streuung hat, was bedeutet, dass von Wasserstoff abgelenkte Neutronen 180 ° gegenphasig hinsichtlich derjenigen sind, die durch die anderen Elemente abgelenkt sind. Diese Eigenschaften sind für die Technik der Kontrastschwankung (sieh unten) wichtig.

Zusammenhängende Techniken

OHNE gewöhnlich Gebrauch collimation des Neutronbalkens, um den sich zerstreuenden Winkel eines Neutrons zu bestimmen, das auf ein jemals niedrigeres Verhältnis des Signals zum Geräusch für Daten das hinausläuft

enthält Information über die Eigenschaften einer Probe an relativ langen Länge-Skalen außer ~1 μm. Die traditionelle Lösung ist, die Helligkeit der Quelle, als in Ultra Small Angle Neutron Scattering (USANS) zu vergrößern. Da ein alternatives Drehungsecho-Neutronzerstreuen des Kleinen Winkels (SESANS) mit dem Neutrondrehungsecho eingeführt wurde, um den sich zerstreuenden Winkel zu verfolgen, und die Reihe von Länge-Skalen ausbreitend, die durch das Neutron studiert werden können, das sich zu gut außer 10 μm zerstreut.

Kleiner Winkel des streifenden-Vorkommens, der (GISANS) streut, verbindet Ideen von OHNE und von reflectometry.

OHNE in der Biologie

Eine entscheidende Eigenschaft OHNE, die es besonders nützlich für die biologischen Wissenschaften macht, ist das spezielle Verhalten von Wasserstoff besonders im Vergleich zu schwerem Wasserstoff. In biologischen Systemen kann Wasserstoff mit schwerem Wasserstoff ausgetauscht werden, der gewöhnlich minimale Wirkung auf die Probe hat, aber dramatische Effekten auf das Zerstreuen hat.

Die Technik der Kontrastschwankung (oder Unähnlichkeit, die zusammenpasst), verlässt sich auf die Differenzialstreuung von Wasserstoff gegen schweren Wasserstoff. Abbildung 1 zeigt die sich zerstreuende Länge-Dichte für Wasser und verschiedene biologische Makromoleküle als eine Funktion der Konzentration des schweren Wasserstoffs. (Angepasst davon.) Werden biologische Proben gewöhnlich in Wasser aufgelöst, so sind ihre hydrogens im Stande, mit jedem deuteriums im Lösungsmittel wert zu sein. Da die gesamte Streuung eines Moleküls von der Streuung aller seiner Bestandteile abhängt, wird das vom Verhältnis von Wasserstoff zu schwerem Wasserstoff im Molekül abhängen. An bestimmten Verhältnissen von HO, um, genannt Matchbälle ZU TUN, wird die Streuung vom Molekül der des Lösungsmittels gleichkommen, und so beseitigt werden, wenn die Streuung vom Puffer von den Daten abgezogen wird. Zum Beispiel ist der Matchball für Proteine normalerweise ungefähr 40-45 % TUN, und bei dieser Konzentration wird die Streuung vom Protein von diesem des Puffers nicht zu unterscheidend sein.

Um Kontrastschwankung zu verwenden, müssen sich verschiedene Bestandteile eines Systems verschieden zerstreuen. Das kann auf innewohnenden sich zerstreuenden Unterschieden, z.B DNA gegen das Protein basieren, oder aus unterschiedlich etikettierten Bestandteilen entstehen, z.B ein Protein in einem Komplex deuterated habend, während der Rest protonated ist.

Instrumente

Dort sind OHNE Instrumente zahlreich, die an Forschungsreaktoren weltweit verfügbar sind.

Lehrbücher

• Fejgin, Lev A.: Struktur-Analyse durch den Röntgenstrahl des kleinen Winkels und das Neutronzerstreuen. New York: Plenum (1987).
• Higgins, Julia S.; Benoît, Henri: Polymer und das Neutronzerstreuen. Oxford: Clarendon Press (1994?).

Links

• Weltverzeichnis von OHNE Instrumenten
• B. Hammouda: Untersuchung Nanoscale Strukturen - OHNE Werkzeugkasten (690 Seiten)
• Anwendung OHNE zu Industrieproblemen
• Neutron & Röntgenstrahl-Dienstleistungen, Polymer zu charakterisieren