Международный коллектив ученых объединил две разные технологии регистрации сигналов в рамках одного эксперимента на синхротроне. Физики соединили метод измерения флуоресцентного выхода электронов, улавливающий сигналы на глубине всего в несколько нанометров, с методом измерения оптического пропускания, который сканирует объемные слои вещества. Для этого исследователи создали тонкопленочную ячейку с жидким образцом, зажатым между сверхтонкими мембранами из нитрида кремния. Рентгеновский луч проходит сквозь эту конструкцию, позволяя датчикам синхронно фиксировать поведение молекул в толще среды и на ее пограничных интерфейсах.

Ранее ученым приходилось анализировать эти зоны по отдельности на разных установках, что приводило к искажениям данных из-за меняющихся внешних условий. Новая методика устраняет погрешности и дает возможность в реальном времени отслеживать перенос зарядов и перестройку химических связей на стыке фаз. Разработка имеет решающее значение для прикладной химии и энергетики.

Технология поможет инженерам детально изучить электрохимические процессы внутри литий-ионных аккумуляторов, повысить эффективность расщепления воды для получения водородного топлива, а также исследовать поведение биологических молекул и белков в их естественной водной среде.