Enkelkristallsdiffraktion

Enkelkristallsdiffraktion, även känd som röntgendiffraktion från enstaka kristaller, är en teknik som används för att bestämma den tredimensionella atomstrukturen hos kristaller. Tekniken bygger på principen att när röntgenstrålar träffar en kristall, sprids de av elektronerna i atomerna på ett sådant sätt att ett diffraktionsmönster uppstår. Mönstret är unikt för kristallens struktur och beror på avståndet mellan atomerna och deras arrangemang.

För att utföra en enkelkristallsdiffraktionsexperiment placeras en enda, välformad kristall i en röntgenstråle. Kristallen roteras sedan gradvis och diffraktionensintensiteterna mäts vid olika vinklar. Dessa intensiteter och vinklar används sedan för att matematiskt beräkna elektrondensiteten inom kristallen, vilket i sin tur ger information om placeringen av varje atom.

Den erhållna informationen är avgörande inom många vetenskapliga områden. Inom kemin används tekniken för att identifiera och karakterisera nya molekyler, som läkemedel eller katalysatorer. Materialvetenskapen drar nytta av enkelkristallsdiffraktion för att förstå egenskaperna hos nya material och för att optimera befintliga. Biologin använder metoden för att lösa strukturen hos biologiska makromolekyler som proteiner och nukleinsyror, vilket är fundamental för att förstå biologiska processer. Trots att tekniken kräver relativt små kristaller och noggrann provpreparering, ger den oöverträffad detaljerad information om atomära nivåer.