O mașină specială de altădată nu este mai atât de specială, precum XRD (difractometru cu raze X) folosit pentru studiul cristalilor. Cristalele sunt formații mici, solide, care oferă o structură extrem de ordonată în ansamblu. Le poți găsi în multe lucruri — pietre, minerale și chiar în unele medicamente! Razele X sunt un tip de lumină invizibilă și difractometrul cu raze X aruncă această lumină pe aceste cristale pentru a vedea din ce sunt compuse și cum se comportă.
Razele X sunt o formă de radiație, care este energie care se deplasează sub formă de valuri. Ele pot pătrunde chiar și prin piele și os. Razele X sunt suficient de puternice pentru a trece prin metal. În acest caz, razele X ating cristalele folosite pentru a vedea cum arată acestea. Această reflexie creează traiectorii care pot fi numărate și studiate. Un mod în care cercetătorii pot face acest lucru este prin examinarea modelelor undelor luminoase reflectate de suprafețele lor, aflând cu precizie cum sunt montate și ce le face să fie atât de unice.
Dacă pui un cristal într-un difractometru X, acesta va rotați cristalul rapid pentru a-i bombardea cu raze X sub multe unghiuri diferite. Razele X care trec prin cristal sunt apoi reflexate și colectate pe un detector special din interiorul acelei mașini pentru a produce o imagine. Razele X reflexate creează un model pe care detectorul poate să-l captureze. Acest model este apoi măsurat și folosit de difractometru pentru a vizualiza ce atomi se află în acel cristal, folosind matematică. Acesta este un proces timp consumator dar necesar, care ajută foarte mult pe cercetători în studii și descoperiri.
Analiza prin difracție X este foarte importantă pentru cercetători să cunoască despre structura și proprietățile diferitelor tipuri de materiale. Poate fi utilizată pentru a investiga minerale, de exemplu — acele substanțe naturale găsite în Pământ. Cercetătorii pot studia mineralele pentru a-și urmări istoria și ordinea în care au fost formate. De asemenea, poate fi folosită pentru a testa noi medicamente înainte ca acestea să fie administrate oamenilor. În plus, difracția X poate fi utilizată pentru a caracteriza materialele folosite în construcții în cantități mari, cum ar fi betonul și oțelul, care sunt esențiale pentru a crea structuri solide și sigure. Asigurarea că mediul fizic în care trăim și lucram este sănătos.
Un instrument versatil atât pentru știință cât și pentru industrie, difractometrele cu raze X sunt un articol folosit frecvent. În medicină, acestea pot ajuta cercetătorii să investigheze structura proteinelor și a medicamentelor. Această cunoștință ajută cercetătorii să optimizze medicamentele astfel încât să vizeze mai bine bolile. Apoi există aplicațiile mai obișnuite, cum ar fi difractometrele cu raze X folosite în geologie pentru a studia mineralele și rocurile care ne oferă informații esențiale despre modul în care pământul s-a evoluat pe parcursul a sute de milioane de ani. În inginerie, acestea pot fi folosite pentru a studia materiale precum metalul și betonul care ne asigură că clădirile sau podurile sunt sigure, puternice și vor dura generații.