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Aula passada

Rede. Rede de Bravais.

Rede cristalina = rede+base

Empacotamento fechado

Novas estruturas tipo

buckyball-Fulereno

Lei de Bragg. Índices de

Miller. Fator de estrutura.

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Efetivamente como seria no NaCl?

Íons da célula unitária:Na+ => ½ 0 0, 0 ½ 0, 0 0 ½ e ½ ½ ½ Cl- => 0 0 0, ½ 0 ½, ½ ½ 0, 0 ½ ½

Fhkl = ?

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Tudo o anterior foi com relação a sistemas cristalinos

E sistemas não-cristalinos? i.e. amorfos? Imagens de R-X?

Lembrem-se:

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Óptica de Raio-X

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WILLIAM CONRAD ROENTGEN – Raio-X

Art of Roentgen's X-ray apparatus for imaging handFIRST X-RAY - 1895 - ANNA BERTHA ROENTGEN'S HAND

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Novas técnicas de imagem de R-X.Physics Today Julho 2000

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Aplicações de Raio-x

Raio-X na área analítica Difração do pó SAXS/WAXS (Small Angle X ray Scattering + Wide Angle Xray Scattering) Cristalografia de moléculas e proteínas Reflectometria e análise de filmes finos Espectroscopia de Absorção de Raio-X Fluorescência de Raio-X dispersiva em compriment

o de onda (WDX) Microdifração de Raio-X de Laue

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Aplicações de Raio-x

Raio-X na área de imagem – óptica Microscopia de Raio-X Laser de Raio-X

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Podemos resumir que a óptica de raio-X pode....

Alem de microscopia e laser de raio-x

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Não é imagem é apenas difração de material policristalino

Difração de Raio-x de pó xstalino

Como seria com material monocristalino?

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SAXS/WAXS (Small Angle X ray Scattering + Wide Angle Xray Scattering)

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WAXS => grau de cristalinidadeSAXS => informação estrutural de macromoléculas (5-25nm)

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SAXS/WAXS de outra forma

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Imagem - Óptica de Raios-X

Difração?

Refletores?

Lentes?

Refração?

Polarização?

Laser de Raios-X?

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Refração de R-X?

Direção do R-X refratado entrando do vácuo para sólido ou líquido (figura à esquerda) e com luz visível (figura à direita); para R-X o ângulo α2 tem quase o

mesmo valor que α1 (fortemente exagerado)

Refração de R-X Refração luz VIS

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Comparação entre luz e raios-X

(Na3AlF6)

(TiO2)(Na3AlF6)

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Estreitamento de largura de banda de R-X

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energy 50 & 80 keV

source-mono distance 52.5 m

mono-focus distance 1.4 m

energy bandwidth 1.4 %

efficiency 50 %

focus size 1.5 microns

flux 1012 ph/s

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Bent Laue crystal

Point focusingA single bent multilayer or Laue crystal provides only focusing in one dimension, i.e. a line focus. Point focusing is achieved by combination of either two multilayers or a Laue crystal and a multilayer, the scattering planes of the combined elements being perpendicular.The synchrotron working group mainpage

energy 50-80 keV

source-mono distance

51.9 m

mono-focus distance

2 m

reflection (1 1 1)

energy bandwidth (per 1mm beam width)

0.8 %

efficiency 90 %

focus size 4 microns

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(a) Interferômetro de raios-x.(b) Realçamento por difração, variações na refração dos raios-x na

amostra produzem contraste por causa da intensidade do feixe que é refletido pelo cristal analisador depende do ângulo de incidência do feixe em relação ao ângulo de Bragg.

(c) Contraste de fase em linha

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Mostrando interferometria de raio-x

Imagem CCD. O lado esquerdo mostra um dos feixes, o direiro mostra franjas de interferência.

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Imagem feita por Ralf Menk.

Elettra Synchrotron Light

Source. Utilizando uma

rede cristalina perfeita como

um filtro angular muito

sensível.

O contraste aqui, origina-se

em pequenas diferenças no

ângulo de refração dos

raios-x saindo da amostra.

Características dos tecidos

moles tais como o pêlo e os

bigodes podem ser

claramente vistas.).

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Exemplo de imagens comparativas

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DEI = Diffraction-enhanced imaging

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Radiografia convencional

Gafanhoto

Radiografia por contraste de fase em linha

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J. Anat. (2003) 202, p.463-470

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J. Anat. (2003) 202, p.463-470

Fig. 2 (a) Conventional synchrotron radiograph of the great toe that includes the distal portion of the first metatarsal (M), the sesamoid bones (S), the proximal phalanx (PP) and the distal phalanx (DP). The osteoporotic bones are evident as are the scleroticvessels. (b) DE image of the same specimen as in (a) taken at +1 of the rocking curve. The major soft tissue structures that can be identified here, which are not visible in the above radiograph, include the two major tendons of the toe, the fat pad under theball of the foot (which has been displaced distally somewhat) and the skin. The asterisk indicates the location of the muscles and tendons plantar to the first metatarsal bone. These cannot be delineated from one another in this image.

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Radiografia digital

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Coeficiente de absorção e densidade ( / )m r

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Imagem de R-Xhttp://www.photonic-science.co.uk/applications/x-ray-imaging.html

 X-ray Imaging

Transmission X-ray Microscopy

X-ray Phase Contrast Imaging

Diffraction Enhanced Imaging

X-ray Topography

X-ray Micro and Nano Tomography

Industrial PCB X-ray Inspection / Digital X-ray Radiography,

High Energy Non Destructive Testing / Gamma Imaging

X-ray Angiography / Fluoroscopy

X-ray Gated Respiratory, Small Animal X-ray Imaging

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Explosões solares que emitem R-X

Soft X-ray: 0.12 a 12 keV (10 a 0.10 nm)

Hard X-ray: 12 to 120 keV (0.10 a 0.01 nm )

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The Crab Nebula, the remnant of a supernova explosion in 1054 AD pictured below, is usually the most brilliant object in the hard x-ray sky.                   It shines so steadily that x-ray astronomers use a unit called "Crabs" to define how bright other sources are (the flux from the Crab Nebula is, by definition, 1 Crab). The Sun usually registers less than 0.01 Crabs, although sometimes a powerful solar flare will make the Sun shine brightly at hard x-ray wavelengths. Black hole binary systems like XTE J1550 can also erupt and briefly upstage the Crab Nebula, the "Old Reliable" of x-ray astronomy. Another black hole, Cygnus X-1, is a persistent hard x-ray source that is also sometimes brighter than the Crab.

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The Crab Nebula in X-Rays

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Luz Sincroton

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Esquema básico

http://www.warren.usyd.edu.au/bulletin/NO51/synchrotron_graphic_800.jpg

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Outro esquema descritivo

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Vídeos Luz Synchrotron

https://www.youtube.com/watch?v=_xv_GwCgpAc (3m06s)

https://www.youtube.com/watch?v=N24iTlPvAxY (SLAC 1h06m52s)

Possui legenda em inglês

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http://www.spring8.or.jp/wkg/BL20B2/instrument/lang-en/INS-0000000314/instrument_summary_view

2p radianos 360o

1rad 57,29o

1mrad 0,05729o

1mrad 3,438’

X-rays at Sample:

about 300 mm (H) × 20 mm (V) in the hutches located in the biomedical imaging center (Si 311)

Beam size 2

about 75 mm (H) × 5 mm (V) in the experimental hutch 1 located in the experimental hall (Si 311)

Beam size 1

Si 311 : 8.4 72.5 keV∼Si 111 : 5.0 37.5 keV∼Si 511 : 13.5 113.3 keV ∼

Energy range

1.5 mrad (Horizontal)0.06 mrad (Vertical)

Beam divergence

28.9 keVCritical energy

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SOURCE AND OPTICS Schematic View of Beamline BL20B2

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Outra vista

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LNLS - Campinas

m29.7Diâmetro médio

m93.2Circunferência

mA250Corrente do Feixe de elétrons (máximo)

MeV500Energia de injeção

GeV1.37Energia Nominal de Operação

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LNLS - Campinas

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LNLS_Fonte - Campinas

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Manipular o feixe de Raios-X?

Curvar o feixe de Raios-X?

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Policapilaridade - Óptica de Raios-X

http://www.xos.com/mfgpros.htm

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X-ray Glass Capillary OpticsA. Bjeoumikhov, S. Bjeoumikhova*IfG Institut für Gerätebau , 12489 Berlin, Germany* BAM, 12205 Berlin, Germany

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Óptica de policapilaridade

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Policapilaridade - Óptica de Raios-X

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Policapilaridade - Óptica de Raios-X

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Microscopia de raio-X

Berkeley, CA Center for X-Ray Optics, Ernest O. Lawrence Laboratory

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Laser de Raios – X (soft) http://www.llnl.gov/str/Dunn.html

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Laser de R-X

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Laser de R-X

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Recentemente – SLAC laser de R-X duro

http://www.symmetrymagazine.org/breaking/2009/04/21/worlds-first-hard-x-ray-laser-switches-on/

An X-ray laser pulse as seen in SLAC's Main Control Center. A point of laser light seen here in the middle of a larger halo of dimmer, non-coherent X-rays. The surrounding blue halo is more like the X-rays produced at a synchrotron accelerator; the tiny, distinct pinpoint in the middle is the laser pulse from the LCLS. The physical size of the LCLS laser spot is about two-tenths of a millimeter. Like light from a flashlight, most light sources diverge to create a large spot some distance away. The LCLS laser light is tightly focused onto this sub-millimeter diameter despite having traveled a considerable distance from its source. Image: SLAC

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Resumindo o que vimos até agora

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Temas

Novo projeto de Luz Sincrotron (Sirius) Sobre microscópio de R-X Recobrir com metal de alto número atômico para

capilar de vidro em óptica de R-X