إليك شرح مبسّط وعلمي لأهم تقنيات XRD اللي لازم كل باحث يعرفها!
—
أنواع تحاليل XRD الأساسية:
1. تحليل البلورة المفردة (Single Crystal XRD)
2. تحليل الأشعة السينية للمساحيق (Powder XRD – pXRD)
3. تشتت الأشعة السينية بزاوية صغيرة (SAXS)
4. تشتت الأشعة السينية عند السقوط المائل (GIXS)
لكن اليوم رح نشرح فقط النوعين الأكثر استخدامًا
—
أولاً: تحليل البلورة المفردة (Single Crystal XRD)
يستخدم لتحليل المواد ذات البنية البلورية المنتظمة والعالية الجودة
البلورة المفردة = مادة صلبة تحتوي على ذرات أو أيونات أو جزيئات مرتبة ومتكررة في كامل الحجم
إنتاج بلورات مفردة عالية الجودة صعب، لكنه يعطي معلومات أكثر من أي تقنية XRD أخرى.
البيانات تكون ثلاثية الأبعاد ويتم قياس كل بقعة حيود بشكل منفصل
الاستخدامات:
تحديد مواقع الذرات
معرفة أبعاد الخلية الوحدة
حساب المسافات بين المستويات البلورية
تحديد التناظر البلوري
تحليل نوع الروابط وزواياها
—
ثانياً: تحليل XRD للمساحيق (pXRD)
التقنية الأكثر استخدامًا لأن أغلب العينات تتوفر على شكل مسحوق
العينة يجب أن تكون جافة ومطحونة
البيانات هنا تكون مضغوطة في بُعد واحد (1D) وكل نقاط حيود لها نفس (hkl) تندمج في “نمط شدّة” معين
الاستخدامات:
تحديد الطور البلوري (polymorph)
حساب درجة التبلور
تحديد أبعاد الخلية الوحدة والمسافة بين المستويات
تقدير حجم الجسيمات باستخدام معادلة شيرر
تحليل الإجهاد الداخلي في البلورة
—
ما هو “الطور” في XRD؟
الطور هو بنية بلورية صلبة لها ترتيب ثلاثي الأبعاد منتظم للذرات
مثلًا: TiO₂ يمكن أن يوجد في طورين مختلفين مثل المكعب أو الرباعي
وهناك مواد أخرى قد توجد في أشكال سداسية أو أحادية الميل
—
كيف يتم التعرف على الطور في XRD؟
من خلال مقارنة مواقع وشدات القمم في نمط XRD مع قواعد بيانات عالمية
كل طور بلوري له “بصمة” فريدة يمكن مطابقتها للتعرف عليه
—
نصيحة لكل طالب أو باحث:
لا تكتفي بمعرفة XRD، بل تعلّم متى تستخدم كل نوع لتحقيق أفضل النتائج في بحثك!