xác định tia X .
2.3.1 Nobel vật lý 1981: phát triển hai phương pháp phổ cho phép nghiên cứu rất chi tiết bên trong các nguyên tử, phân tử và chất rắn
Ở đây chỉ nói đến công trình của Kai Seibahn( Thuỵ Điển) với phương trình chiếu tia X vào mẫu và phân tích phổ của điện tử phát ra.
Cả hai phương pháp này đều dựa trên những phát hiện của Albert Einstein đó là mô hình ánh sáng có tính chất lưỡng tính sóng hạt. Hiệu ứng quang điện là cơ sở của phép phân tích phổ mà Kai Seibahn đã cùng đồng nghiệp phát triển ở Upsala. Khi photon có năng lượng cao VD: photon từ ống phát tia X va chạm vào nguyên tử, nó có thể đi sâu vào trong nguyên tử và đẩy electron ra ngoài. Phân tích các electron thoát ra theo cách này có thể rút ra được những thông tin
có giá trị về bên trong nguyên tử. Kai Seibahn đã bỏ ra một số năm nghiên cứu chế tạo những máy rất tinh vi để phân tích electron thoát ra do phân rã của một số hạt nhân, thường gọi là phân rã beta. Khi Kai Seibahn cùng đồng nghiệp dùng các kỹ thuật này để phân tích electron thoát ra trong các quá trình quang điện, một kỷ nguyên phân tích phổ ra đời. Với phép phân tích phổ này có thể xác định năng lượng liên kết của electron của nguyên tử với độ chính xác cao nhất mà trước đó chưa bao giờ đạt được.
2.3.2 Năm 1985 H.A.Hauptman và Karle được giải Nobel Hoá học vì phát triển phương pháp trực tiếp dùng tia X để xác định cấu trúc tinh thể.
H.A.Hauptman Karle
Cho đến thế kỷ XX những nhà khoa học mới tìm được cách có thể xác định cấu trúc phân tử.Đó là cách sắp xếp hình học và khoảng cách liên kết giữa các nguyên tử.Phương pháp được sử dụng là phương pháp tinh thể.Tuy nhiên
không thể xác định được cấu trúc nếu không những dự đoán hoặc những giả thuyết,vì không biết được sự khác nhau về pha giữa các tia X tán xạ theo những cách khác nhau.Do đó các nhà khoa học phải dùng phương pháp thử sai.
Đặt vấn đề:
Trước những năm 1985 thì việc phân tích cấu trúc bằng tia X gặp một số khó khăn về nguyên tắc.
Khi chiếu chùm tia X vào tinh thể,các nguyên tử của tinh thể trở thành các trung tâm tán xạ tia X và sự giao thoa của các sóng tán xạ từ các tâm này cho ta hình ảnh nhiễu xạ.Do đó ta thu được chùm tia X tán xạ tổng hợp cực đại chính là các cực đại nhiễu xạ.
Sóng tia X gồm 2 yếu tố: +Biên độ sóng
+Pha của sóng
Nếu như biết thông tin đầy đủ của sóng nhiễu xạ cực đại và bằng phép phân tích Fourier thì ta có thể tìm ra vị trí của các trung tâm tán xạ tức là cấu trúc tinh thể.Nhưng trong phép chụp ảnh nhiễu xạ thì ta chỉ ghi được cường độ sóng tức là biên độ sóng, còn pha thì không ghi nhận được.
Do đó khi tìm cấu trúc phải giả định,nếu kết quả tính toán phù hợp với thực nghiệm thì giả định là đúng.Từ những năm 1950 đến 1956 H.A.Hauptman và Karle công bố một loạt bài báo về việc tìm ra một phương pháp trực tiếp để giải quyết vấn đề pha,đã mở ra khả năng xác định cấu trúc trực tiếp từ các kết quả thực
Phương pháp:
Mật độ electron trong phân tử không thể âm chỉ có thể có electron hoặc không có elctron,và số kết quả thu được từ thí nghiệm là nhiều.Có thể áp dụng phương pháp thống kê.
Cách tính của hai ông về sau được hổ trợ mạnh mẽ của kỹ thuật máy tính,cụ thể là đưa số liệu nhiễu xạ vào máy tính,dựa vào phương trình,tính theo H.A.Hauptman và Karleta có kết quả cấu trúc cuối cùng.
Sự phát triển của phương pháp trực tiếp xác định cấu trúc tinh thể bằng tia X,đã tạo cho các nhà hoá học một công cụ hữu hiệu, để nghiên cứu chi tiết hơn và nhanh hơn cấu trúc của phân tử.
2.3.3 Năm 1988 J.Deinsenhofer,R.Huber và H.Michel được giải Nobel Hoá Học vì xác định được cấu trúc ba chiều của các trung tâm phản ứng quang hợp
Trong tự nhiên động vật cũng như thực vật đều được nuôi dưỡng bằng các chất hữu cơ.Nhờ oxi trong không khí chúng thu nhận những chất dinh dưỡg đó,thông qua các mảng tế bào hô hấo.
Sự trao đổi năng lượng trong quá trình quang hợp và quá trình hô hấp xảy ra ở tế bào là do sự chuyển vận của electron qua một chuỗi các protein dính vào những cái màng đặc biệt.Từ năm 1982 đến 1985 Deinsenhofer,R.Huber và H.Michel đã tạo ra tinh thể của các màng đặc biệt đó,dùng tia X để tìm ra cấu trúc,từ đó giải thích một cách chi tiết các protein bám vào tế bào đã hoạt động như thế nào.
Việc xác định được cấu trúc này có nhiều ý nghĩa lớn khác.Rất nhiều chức năng sinh học liên quan đến protein liên kết với màng tế bào.Ví dụ như các chức năm bom ion,chuyển vận protein qua mang tế bào.
2.4 Giai đoạn 2002 đến 2003, phát hiện tia X vũ trụ, chụp ảnh kênh ion bằng tia X