برترین کاربران هفتگی این مقاله

از ۱۳۹۷/۰۷/۲۸ تا ۱۳۹۷/۰۸/۰۴

هیچ کاربری در این بازه زمانی وجود ندارد

آمار مقاله
  • بازدید کل ۳,۸۰۳
  • بازدید این ماه ۳۹
  • بازدید امروز ۰
آمار آزمون مقاله
  • کل شرکت کنندگان ۳۰
  • قبول شدگان ۲۱
  • شرکت کنندگان یکتا ۱۹
  • میانگین درصد شرکت کنندگان ۶۶
واژه نامه فناوری نانو

نانو

nano

پيشوندي به معناي يک بيليونم يا (000،000،000،1/1). در متون فناوري‌نانو، معمولا براي مشخص کردن يک واحد اندازه‌گيري برابر با 10 به توان منفي 9 متر استفاده مي‌شود.

سطح مقاله

مقالات منتخب ماهنامه نانو

امتیاز کاربران

نگرشی بر اصول موزبائر و کاربردهای آن

مقدمه
طیف‌سنجی موزبائر روشی برای استخراج اطلاعات در بخش‌های مختلف علم، مانند فیزیک، شیمی، زیست‌شناسی و متالورژی است. با کمک این روش می‌توان اطلاعاتی پیرامون خواص فیزیکی، شیمیایی، ساختاری، مغناطیسی و همچنین پارامترهای وابسته به زمان در مواد، به دست آورد. زیربنای اصلی این روش کشف نشر و جذب پرتو گاما در مواد است که "اثر موزبائر" خوانده می‌شود. اثر موزبائر برای اولین بار به وسیله دانشمندی به نام رادولف موزبائر در سال 1957 مشاهده گردید. جایزه نوبل فیزیک سال 1961 به این دانشمند برای کشف این اثر اعطا گردید. در این مقاله، تئوری کاربرد و تحلیل طیف‌سنجی موزبائر در چهار بخش ارائه می‌گردد. در بخش اول به بررسی اساس این پدیده خواهیم پرداخت و در ادامه اصول طیف‌سنجی موزبائر ارائه خواهد شد. در بخش سوم به تحلیل طیف‌ها و عوامل مهم در این طیف‌سنجی پرداخته می‌شود. بخش چهارم نیز مربوط به معرفی برخی کاربردهای این روش است. در انتها نیز منابع علمی مفید در این باره ارائه خواهد شد.

1. اثر موزبائر
اطراف هسته اتم‌ها سطوح انرژی متفاوتی وجود دارد که الکترون با ساطع کردن پرتوی گاما می‌تواند در این سطوح به حرکت درآید. عوامل محیطی (مانند عوامل مغناطیس و الکترونیکی) می‌تواند بر این سطوح تأثیر بگذارد به طوری که سطوح انرژی را تغییر داده یا بشکافد. رصد این تغییرات در سطوح انرژی، می‌تواند اطلاعات ارزشمندی پیرامون محیط اتم‌ها به ما ارائه دهد. دو مسئله در به دست آوردن این اطلاعات وجود دارد:
*کوچک بودن اثر هسته: به دلیل کم‌بودن برهم کنش میان هسته با محیط پیرامون، رصد این اثر کاری دشوار است.

*اثر بازگشت: از آنجایی که برای استخراج اطلاعات به وسیله طیف‌سنجی موزبائر نیاز به ایجاد رزونانس است، «بازگشت هسته» پدیده‌ای است که مانع ایجاد رزونانس می‌شود. در هسته‌های آزاد، هنگام جذب یا ساطع کردن پرتو گاما، به دلیل حفظ مومنتوم پدیده بازگشت اتفاق می‌افتد، همانند لگدزدن اسلحه در حین شلیک گلوله، که انرژی این بازگشت را ER می‌نامند. طرح این پدیده در تصویر (1) آمده است. پرتو انرژی گامای ساطع‌شده به میزان ER ، کمتر از میزان انرژی سطوحی است که الکترون بین آن‌ها حرکت کرده است؛ زیرا این انرژی صرف اثر بازگشت شده‌است. برای جذب‌شدن این پرتوها به وسیله اتم‌های دیگر، باید مقدار ER از انرژی بین سطوح در اتم مقصد، بیشتر باشد زیرا بخشی از این انرژی نیز در اتم مقصد صرف پدیده بازگشت می‌شود. بنابراین برای ایجاد رزونانس، باید انرژی از دست رفته طی فرایند بازگشت، جبران شود. به دلیل جنبش گرمایی، اتم‌ها به صورت تصادفی در حال حرکت هستند. بنابراین، انرژی پرتو گاما، ED ، به دلیل اثر دوپلر دچار یک گستردگی می‌شود که منحنی آن در تصویر (2) دیده می‌شود. برای ایجاد یک سیگنال رزونانس، باید انرژی‌ها هم پوشانی داشته باشند که این مورد در تصویر (2) به صورت منطقه قرمز رنگ دیده می‌شود. لازم به ذکر است که برای مشاهده بهتر، این منطقه بزرگ نمایی شده‌است. در حالت واقعی، بخش قرمز در نمودار، بسیار کوچک است به طوری که کمتر از یک میلیون ام از پرتوهای گاما در این منطقه هستند. رادولف موزبائر کشف کرد که وقتی اتم‌ها درون ماتریکس جامد قرار می‌گیرند، جرم موثر هسته بسیار بزرگ خواهد شد و در نتیجه برای ایجاد پدیده بازگشت نیاز به انرژی بسیار بالایی خواهد بود. با توجه به اینکه انرژی پرتو گاما (ED) بسیار کم است، انرژی بازگشت (ER) نیز بسیار کم خواهد بود و در نتیجه انرژی بازگشت نمی‌تواند به شکل فوتون اتم را ترک کند. این مسئله باعث می‌شود فرایند ساطع‌شدن پرتو گاما بدون انجام پدیده بازگشت صورت گیرد و این در واقع به معنی انجام فرایند جذب و نشر پرتو گاما در یک سطح انرژی است؛ رزونانس!
نتیجه این که اگر اتم‌ها در ماتریکس جامد قرار داشته باشند، فرایند جذب و نشر پرتو گاما بدون اتلاف انرژی صورت می‌گیرد و از آنجایی که انرژی جذب و نشر با هم برابر است، پدیده رزونانس اتفاق می‌افتد. شکل (3) طرحی از این فرایند را نشان می‌دهد.

filereader.php?p1=main_c4ca4238a0b923820
شکل 1. فرآیند بازگشت در اتم‌های آزاد در حین نشر پرتوی گاما در اتم مبدا و جذب آن در اتم مقصد

filereader.php?p1=main_c81e728d9d4c2f636
شکل2. هم‌پوشانی رزونانس در اتم‌های آزاد که به صورت منطقه قرمز رنگ نشان داده شده‌است.


filereader.php?p1=main_eccbc87e4b5ce2fe2
شکل 3. جذب و نشر پرتو گاما در حالتی که اتم‌ها در ماتریکس جامد قرار دارند

اگر هسته اتم‌های نشر‌کننده و جذب‌کننده در یک محیط مکعبی شبیه هم باشند، انرژی انتقال نیز یکسان است و طیفی مانند شکل (4) ایجاد می‌شود. حال که ما به نشر و جذب رزونانس دست پیدا کردیم آیا می‌توانیم آن را برای بررسی برهم‌کنش‌های بسیار کوچک میان هسته و محیط پیرامون آن به کار ببریم؟ با حذف پدیده بازگشت و اثر دوپلر، در حال حاضر بزرگ‌نمایی ما محدود به پهنای طبیعی سطوح انرژی است که این هم به میانگین زمان ایست الکترون در حالت برانگیخته، پیش از فروریختن با تراز پایین‌تر و نشر پرتو گاما، مرتبط است. برای عمومی‌ترین ایزوتوپ مورد استفاده در طیف‌سنجی موزبائر، 57fe این پهنا برابر eV 5*109 است که در مقایسه با انرژی پرتو گاما در این طیف‌سنجی، KeV 14.4، بزرگ‌نمایی 1 در 1012 است. این بزرگ‌نمایی به مانند دیدن یک دانه غبار روی پوست یک فیل بزرگ یا یک برگ کاغذ در فاصله میان زمین تا خورشید است. با توجه به این بزرگ‌نمایی می‌توان گفت که اثر موزبائر برای مشاهده برهم‌کنش بسیار کوچک میان اتم و محیط پیرامونش مناسب است. همان طور که در بالا اشاره شد، رزونانس زمانی رخ می‌دهد که انرژی نشر و جذب دقیقاً با هم برابر باشند و این فقط در برخی ایزوتوپ‌های ویژه انجام می‌شود. بزرگ‌نمایی نیز به زمان ایست الکترون در حالت برانگیختگی بستگی دارد. این دو عامل، تعداد ایزوتوپ‌های مورد استفاده در طیف‌سنجی موزبائر را محدود می‌کند. پر استفاده‌ترین ایزوتوپ در این طیف‌سنجی 57fe است که هم انرژی پرتو گامای آن پایین است و هم طول مدت ایست الکترون در حالت برانگیخته در آن بالاست. شکل (5) ایزوتوپ‌های مورد استفاده در طیف‌سنجی موزبائر را نشان می‌دهد. عناصری که با رنگ قرمز نشان داده شده‌اند، عناصری هستند که در طیف‌سنجی موزبائر مورد استفاده قرار می‌گیرند. در میان این عناصر، مواردی که بیشتر استفاده می‌شوند، با زمینه مشکی نمایش داده شده‌اند. حال با دانستن اثر موزبائر و داشتن ایزوتوپ مناسب چگونه می‌توان یک ماده را مورد ارزیابی قرار داد؟

filereader.php?p1=main_a87ff679a2f3e71d9
شکل 4. طیف ساده موزبائر از منبع جذب‌کننده و نشرکننده یکسان

filereader.php?p1=main_e4da3b7fbbce2345d
شکل 5. عناصر جدول تناوبی که در طیف‌سنجی موزبائر به کار می‌روند (رنگ قرمز). آنهایی که بیشتر استفاده می‌شوند با زمینه مشکی نشان داده شده‌اند.

2. اصول طیف‌ سنجی موزبائر
طیفی که در بخش قبل به عنوان مثال آورده شد، یک طیف ساده از نشر و جذب پرتو در محیط‌های مشابه است که با محیط‌هایی که ما در واقعیت با آن روبرو هستیم تفاوت دارد. در حالت واقعی، محیط‌هایی که اتم‌های مورد آزمایش در آن قرار دارند، با منبع موزبائر تفاوت دارد، بنابراین برهم‌کنش میان محیط اطراف اتم باعث می‌شود تغییراتی در طیف دیده شود که برای مشاهده این تغییرات باید انرژی پرتو گاما تغییر کند. در این بخش سه روش اصلی برای تغییر سطوح انرژی و اثرات آن ارائه می‌شود. همانطور که در بخش قبل ذکر شد، در طیف‌سنجی موزبائر باید تغییرات بسیار کوچک انرژی که در حد یک میلیاردیوم الکترون ولت است مورد شناسایی قرار گیرد. رصد چنین تغییرات اندک، تنها با بهره‌گیری از اثر دوپلر امکان‌پذیر است. همانطور که صدای آمبولانس در هنگام نزدیک‌شدن به شما افزایش و در هنگام دورشدن کاهش می‌یابد، منبع پرتو گاما نیز می‌تواند از ماده مورد آزمایش دور یا به آن نزدیک گردد. برای این کار، منبع رادیواکتیو با سرعتی در حد چند میلی متر در ثانیه در نزدیکی ماده مورد آزمایش نوسان می‌کند. حرکت منبع در حد چند میلی‌متر در ثانیه، برای مشاهده بر هم کنش بسیار ضعیف محیط با هسته کافی است. در نتیجه این حرکت، مقیاس طیف‌سنجی موزبائر بر حسب سرعت حرکت منبع ذکر می‌شود (شکل 6).

با نوسان منبع (حرکت به سوی ماده مورد آزمایش) می‌توان انرژی گاما را به آرامی افزایش داد تا جایی که انرژی پرتو گاما دقیقاً با انرژی جذب ماده مورد آزمایش برابر شود. در این شرایط رزونانس اتفاق افتاده و پیک مشاهده می‌شود. برای مشاهده این پیک باید ماده مورد آزمایش به اندازه کافی نازک باشد تا پرتوهای گاما به راحتی از آن عبور کنند. در شکل (6)، رزونانس در سرعت صفر میلی‌متر بر ثانیه اتفاق می‌افتد و این یعنی منبع و ماده مورد آزمایش یکسان هستند. محیط اطراف ماده مورد آزمایش نیز از سه طریق می‌تواند روی سطح انرژی ماده مورد آزمایش تأثیر بگذارد:

filereader.php?p1=main_1679091c5a880faf6
شکل6. طیف ساده موزبائر که مقیاس سرعت و حرکت منبع را نسبت به ماده مورد آزمایش نشان می‌دهد.

1.2. شیفت ایزومری
منبع شیفت ایزومری، حجم غیر صفر هسته و دانسیته بار الکترون به دلیل وجود الکترون‌های اربیتال S درون آن‌ها است. این مسئله موجب برهمکنش تک قطبی (کلمبی) می‌شود که در نهایت سطح انرژی هسته را تغییر می‌دهد. بنابراین هر تفاوتی بین محیط الکترون‌های اربیتال S در منبع و ماده مورد آزمایش، موجب یک شیفت در انرژی خواهد شد. مثبت یا منفی‌بودن این شیفت بستگی به دانسیته الکترون‌های اربیتال S دارد. از آنجایی که این شیفت به طور مستقیم قابل اندازه‌گیری نیست، مقادیر آن را به صورت نسبی بیان می‌کنند: برای مثال در طیف 57Fe ، اغلب از جمله «نسبت به آهن آلفا در دمای اتاق» استفاده می‌شود. شیفت ایزومر برای تعیین ظرفیت، حالت پیوندهای لیگاند، سپر الکترونی و مقدار الکترونگاتیویته مواد استفاده می‌شود.

2.2. شکافتگی چهار قطبی
هسته، در حالتی که عدد کوانتمی مومنتوم زاویه‌ای یا I بزرگتر از 5/0 داشته باشد، توزیع بار در آن غیر کروی خواهد بود که این موجب پدید آمدن مومنتوم چهار قطبی می‌شود. در حضور یک میدان الکتریکی نامتقارن که به وسیله توزیع بار الکتریکی به طور غیر یکنواخت ایجاد می‌گردد، سطوح انرژی هسته‌ای شکافته می‌شود. توزیع بار نیز به کمک یک گرادیان میدان الکتریکی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. در حالتی که ایزوتوپ 1,5=I داشته باشد، مانند 57Feیا 119SN، حالت برانگیخته به دو سطح انرژی شکافته می‌شود. M1= ±3/2 و M1= ±1/2.

خطوط این طیف که «دوتایی» خوانده می‌شود، در شکل (7) آمده‌است. مقدار شکاف، دلتا، به ممنتوم چهار قطبی هسته، Q، بستگی دارد. رابطه ذیل این وابستگی را نشان می‌دهد.

Delta=eQVzz/2
filereader.php?p1=main_8f14e45fceea167a5
شکل 7. شکافتگی چهار قطبی برای حالت‌های 5/1 و 5/0. مقدار شکافتگی با علامت دلتا نشان داده شده‌است.

2.3. شکافت مغناطیسی
در حضور میدان مغناطیسی، مومنتوم اسپین هسته برهم‌کنشی با میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که به شکافت زیمان موسوم است. از آنجایی که منابع میدان مغناطیسی روی هسته متنوع هستند، میدان مغناطیسی موثر، Beff از رابطه زیر به دست می‌آید:
Beff=(Bcontact+Borbital+Bdipolar) +Bapplied

که Bcontact مربوط به اسپین الکترون‌هایی است که دانسیته اسپین‌ها را در هسته پلاریزه می‌کند، Borbital مربوط به مومتنوم اوربیتالی این الکترون‌ها و Bdipolar میدان دو قطبی حاصل از اسپین الکترون‌ها است. میدان مغناطیسی سطوح انرژی در هسته به (2I+1) سطح می‌شکافد که در شکل (8) برای 57Feآمده‌است. انتقال الکترون از حالت پایه به حالت برانگیخته تنها زمانی اتفاق می‌افتد که m1 بین صفر تا یک تغییر کند. برای انتقال از حالت 3/2 به 1/2 ، شش حالت محتمل وجود دارد که این شش گانه‌ها نیز در شکل (8) آمده است. لازم به ذکر است که فاصله خطوط در این شکل با Beff متناسب است. موقعیت خطوط در این طیف نیز متناسب با سطوح انرژی است، اما شدت آن‌ها به زاویه بین پرتو گاما موزبائر و ممنتوم اسپین هسته وابسته است. شدت خطوط خارجی، میانی و داخلی از رابطه زیر به دست می‌آید:
 3:4sin2theta/(1+cos2theta) :1

این رابطه نشان می‌دهد شدت خطوط داخلی و خارجی همیشه از یک نسبت پیروی می‌کنند اما شدت خطوط میانه بین عدد صفر و چهار متغیر است و به زاویه میان مومنتوم اسپن هسته و پرتو گاما بستگی دارد. در نمونه‌های چند بلوری در غیاب میدان، میانگین شدت در خطوط میانی 2 است اما در تک‌بلوری‌ها یا زمانی که میدان مغناطیسی بر مواد چندبلوری اعمال می‌شود، می‌توان از روی شدت خطوط، اطلاعات ارزشمندی پیرامون جهت‌گیری بلور و خواص مغناطیسی آن به دست آورد. شیفت ایزومری، شکافتگی چهار قطبی، شکافتگی مغناطیسی یا ترکیبی از آن‌ها را می‌توان به عنوان ابزاری برای توصیف مشخصات مواد در طیف‌سنجی موزبائر استفاده کرد.

filereader.php?p1=main_c9f0f895fb98ab915
شکل 8. شکافت مغناطیس در سطوح انرژی

3. تحلیل طیف‌ها
در این بخش به شما نشان خواهیم داد که چگونه طیف‌های به دست آمده را تحلیل کنید و از آن برای مطالعه پدیده‌ها و سیستم‌های مختلف استفاده نمایید. این طیف‌ها از پروژه‌های تحقیقاتی مختلف استخراج و در این بخش به شما ارائه می‌شوند.

1.3. اکسید قلع حاوی آنتیموان
اکسید قلع حاوی آنتیموان یکی از کاتالیست‌های مهم در اکسیداسیون انتخابی اولفین‌ها است. یکی از دغده‌های محققان در استفاده از این ماده یافتن غلظت نسبی آنتیموان در حالت‌های اکسیداسیون مختلف (3+ و 5+) طی فرایند کاتالیستی است. شکل (9) سه طیف مختلف از 121Sb را در زمان‌های مختلف فرایند کاتالیستی نشان می‌دهد: Sb2O3-1 دست نخورده، Sb2O3-2 بعد از حرارت‌دادن در دمای 1000 درجه سانتی گراد و Sb2O3-3 حرارت‌داده شده پس از فرایند کاتالیستی. بخش اول شکل (9) نشان می‌دهد همه اتم‌های آنتیموان در یک سطح انرژی قرار دارند (خطوط قرمز). بر اساس آزمایش‌های قبلی می‌دانیم که این شیفت خطوط در طیف مربوط به Sb+3 است. شکل نامتقارن آن نیز مربوط به شکافت چهار قطبی در این ایزوتوپ است که به هشت خط تفکیک شده است (از 7/2 ) به 5/2). پس از عملیات حرارتی، طیف به دو بخش با مساحت‌های یکسان تبدیل شده‌است که دومی (رنگ سبز) مربوط به یون‌های Sb+5 است. مساحت زیر نمودار نشان می‌دهد که نسبت دو ماده (Sb2O4 و Sb6O13 ) یک به یک است. پس از انجام فرایند کاتالیستی (بخش سوم شکل 9) نمودار مربوط به Sb+5 حذف می‌شود که نشان می‌دهد همه یون‌ها در کاتالیست به صورت Sb+3 هستند. در نمونه‌هایی مشابه این طیف، بررسی تصاویر بدون نیاز به کامپیوتر و تنها با چشم قابل انجام است. اما متاسفانه همیشه نتایج به این سادگی قابل استخراج نیستند.

filereader.php?p1=main_45c48cce2e2d7fbde
شکل 9. سه طیف مختلف از 121Sb در زمان‌هاى مختلف فرآیند کاتالیستى

2.3. اتم‌های قلع «نابجایی» در PbSnTeSe
اگر یک اتم بنا به دلایلی محل اصلی خود را در شبکه بلور ترک کند و از آن فاصله بگیرد، به این وضعیت ناخالصی خارج از میان گفته می‌شود. منشاء این پدیده می‌تواند تغییرات حرارتی باشد. متاسفانه پدیده‌های مختلفی وجود دارند که پدیده «خارج از میان» را پوشش می‌دهند و مشاهده آن را غیرممکن می‌سازند. طیف‌سنجی موزبائر، ابزار مناسبی برای مشاهده این پدیده است. از آنجایی که جابجایی اتم درون شبکه موجب از بین‌رفتن تقارن در میدان الکتریکی که ماده درون آن قرار دارد می‌شود، بنابراین شکافت چهار قطبی در طیف‌ها پدید می‌آید. خوشبختانه هیچ پدیده‌ای نمی‌تواند این شکافت را بپوشاند. برای نمونه طیف ترکیب Se0.2 Te0.8 Sn0.2 Pb0.8 در شکل (10) آمده‌است که در آن اتم قلع از محل خود خارج شده‌است. همان طور که مشاهده می‌شود در دماى 200 کلوین تنها یک پیک دیده می‌شود اما با کاهش دما به 20 درجه کلوین شکافى در طیف ایجاد شده و آن را به دو پیک تبدیل کرده‌است.

filereader.php?p1=main_d3d9446802a442597
شکل 10. طیف موزبائر حاوى شکافت چهارقطبى در اثر خروج اتم قلع از موقعیت اصلى خود در شبکه.

3.3. حالت گذار شیشه‌اى در Al49Fe30Cu21
خواص مغناطیسى آلیاژهاى گرانولى و نانوساختارهاى ناهمگن که به وسیله مواد فرومغناطیس و غیرمغناطیس ساخته می‌شوند، توجه بسیارى را به خود جلب کرده‌است. این مواد، هم در مطالعات بنیادى و هم در ساخت دستگاه هایى نظیر ذخیره‌سازى داده‌ها استفاده می‌شوند. در این میان، شیشه هاى سوپر اسپین در کانون توجه محققان قرار گرفته‌است اما از آنجایى که فازهاى ذرات درون این ماده بسیار متنوع هستند، مطالعه روى آن‌ها با دشوارى هایى همراه بوده‌است. همانطورى که در مثال هاى پیشین قید شد، طیف سنجى موزبائر ابزار مناسبى براى تشخیص سایت‌ها و فازهاى ذرات درون نمونه است و با آن می‌توان تفاوت میان سایت هاى پارامغناطیس و مغناطیس را مشاهده کرد. زمانی که فاز شیشه سوپر اسپین به نقطه انجماد خود می‌رسد، اتم‌ها چیدمان مغناطیسى به خود می‌گیرند و در طیف، یک پیک شش‌تایى دیده می‌شود. شکل (11)، طیف 57Fe را براى Al49Fe30Cu21 نشان می‌دهد. همانطور که مشاهده می‌شود، در 40 درجه کلوین (دماى بالاى نقطه انجماد)، دو نمودار با نسبت هاى غیر یکسان دیده می‌شود که هر دو، دوتایى هستند. با کاهش دما، نمودار کوچک‌تر (قرمز رنگ) شروع به بازشدن می‌کند و تبدیل به نمودار شش‌تایى می‌شود. پیک هاى ایجاد شده به دلیل توزیع اندازه ذرات درون نمونه پهن می‌شوند. از روى این نمودارها که در دماهاى متفاوت گرفته شده‌است می‌توان دماى تغییر فاز شیشه سوپر اسپین را به دست آورد.

filereader.php?p1=main_6512bd43d9caa6e02
شکل 11. طیف‌های مربوط به تغییر فاز در شیشه سوپر اسپین Al49Fe30Cu21

4. کاربرد
طیف‌سنجى موزبائر کاربردهاى متنوعى در علوم مختلف دارد. تا کنون در بسیارى از زمینه‌ها از جمله فناورى نانو، نانوزیست‌فناورى، باستان شناسى، زمین‌شناسى و مهندسى مواد از این طیف‌سنجى استفاده شده‌است. در ذیل به بخشى از توانمندی هاى این روش اشاره می‌شود.

نانوزیست فناورى: از آنجایى که بسیارى از پروتئین‌ها در ساختار خود اتم هاى آهن دارند، می‌توان از طیف‌سنجى موزبائر براى بررسى آن‌ها استفاده کرد. براى سال‌ها متغیرهاى دینامیک طیف‌سنجى موزبائر مانند Lamb-Mossbauer factor وdoppler shift the second-order کاربردى نداشته و توجهى به آن‌ها نمی‌شد. تا این که دو دانشمند به نامهاى Gonser وGrant از این متغیرها براى بررسى پروتئین‌ها استفاده کردند. بعدها مشخص شد که اطلاعات به دست آمده از این طیف‌سنجى، می‌تواند مکمل اطلاعات به دست آمده از مطالعات اشعه ایکس در بررسى بلورى پروتئین‌ها باشد. از سال 1979 به بعد، در بسیارى از کنفرانس هاى علمى و مقالات پژوهشى مربوط به زیست مولکول‌ها، مقالات مربوط به این طیف‌سنجى دیده می‌شود. براى مثال PARAK با استفاده از این روش به بررسى اندازه پروتئین هاى میوگلوبین پرداخت و درنهایت اندازه آن‌ها را بین 6 تا 30 انگستروم تعیین کرد.

کاتالیست‌ها: با توجه به قدرت نفوذ بالاى پرتوهاى گاما و حساسیت طیف‌سنجى موزبائر، این روش به ابزارى مناسب براى بررسى کاتالیست‌ها به صورت درجا تبدیل شده‌است. یکى از مزیت هاى این روش آن است که می‌توان هر دو مدل رایج در مطالعات کاتالیستى (بررسى در شرایط خلاء بالا براى مطالعه سطح و بررسى در شرایط محیطى)، را با آن انجام داد. به همین دلیل پتانسیل این روش در مطالعات کاتالیستى بسیار بالا است و به سرعت در حال رشد است. براى مطالعه درجا با شرایط مختلف، یک سرى سل‌ها و راکتورهاى مخصوص ساخته شده‌است. براى مطالعه در شرایط کنترل شده نیز، محفظه هاى مخصوصى به منظور تامین شرایط مورد نظر طراحى شده‌است.

فناورى نانو: بررسى و شناسایى ویژگی هاى نانو مواد یکى از چالش هاى این فناورى است. هر چند ابزارهاى مختلفى براى این کار معرفى شده‌اند اما هریک محدودیت هاى خاص خود را دارا هستند. برخى از کاربردهاى طیف‌سنجى موزبائر در فناورى نانو عبارتند از: توصیف مشخصات محل هاى اتمى محلى در نانوساختارها، توزیع اندازه ذرات، تعیین فاز نانو مواد. دکتر RAWERS و همکارانش این پارامترها را با کمک طیف‌سنجى موزبائر براى آلیاز آهن-آلومینیوم تعیین کردند. دکتر DESMOND C. COOK نیز از این طیف‌سنجى براى مطالعه نانوفازهاى آهن استفاده کرده‌است. از آنجایى که نانوفازهاى آهن در برابر بسیارى از روش هاى طیف سنجى شفاف بوده، امکان بررسى آن بسیار دشوار است ایشان از طیف‌سنجى موزبائر براى مطالعه این ماده استفاده کرده‌است.

خوردگى: طیف سنجى موزبائر به یک ابزار بسیار حیاتى در برنامه هاى مطالعات خوردگى در آمریکا تبدیل شده‌است. همچنین از آن براى تعیین وضعیت خوردگى پل هاى بزرگ فولادى استفاده می‌شود. از این روش براى بررسى و توصیف مشخصات محصولات خوردگى که روى قطعات فولادى تشکیل شده نیز استفاده می‌شود.

باستان‌شناسى: طیف سنجى موزبائر براى اولین بار به وسیله Cousins و Dharmawardena در باستان‌شناسى مورد استفاده قرار گرفت. از آنجایى که رس هاى به کار رفته در کوزه‌ها و ادوات سفالى ساخته شده در کوره‌ها در اثر حرارت دیدن دچار تغییراتى می‌شوند، این تغییرات پس از سال‌ها دفن‌شدن در زیر خاک قابل شناسایى به وسیله این طیف‌سنجى است. می‌توان از این روش براى بدست آوردن اطلاعاتى پیرامون چگونگى ساخته‌شدن آن‌ها نیز به دست آورد. یکى از این اطلاعات مربوط به نوع گرم‌کردن و پختن سفال است که براى باستان شناسان بسیار مهم است. آن‌ها با این نوع اطلاعات به فرهنگ مردمان در اعصار قبل پى می‌برند.

5. کتاب هاى مفید درباره طیف سنجى موزبائر
در بخش هاى پیشین به بررسى اصول طیف‌سنجى موزبائر و کاربردهاى آن پرداختیم. اما هنوز مطالب بسیارى در این باره وجود دارد که می‌تواند راه‌گشاى محققان در این حوزه باشد. در این بخش به معرفى چند کتاب مفید درباره طیف سنجى موزبائر خواهیم پرداخت:
1-  Mössbauer Spectroscopy and its Applications, T E Cranshaw, B W Dale, G O Longworth and C E Johnson, (Cambridge Univ. Press: Cambridge) 1985;
2- Mössbauer Spectroscopy, D P E Dickson and F J Berry, (Cambridge Univ. Press:                Cambridge) 1986;
3-                                  The Mössbauer Effect, H Frauenfelder, (Benjamin: New York) 1962 ;
4-        Principles of Mössbauer Spectroscopy, T C Gibb, (Chapman and Hall: London) 1977;
5-     Mössbauer Spectroscopy, N N Greenwood and T C Gibb, (Chapman and Hall: London) 1971;
6-    Chemical Applications of Mössbauer Spectroscopy, V I Goldanskii and R H Herber ed., (Academic Press Inc: London) 1968;
7-             Mössbauer Spectroscopy Applied to Inorganic Chemistry Vols. 1-3, G J Long, ed., (Plenum: New York) 1984- 1989;
8-    Mössbauer Spectroscopy Applied to Magnetism and Materials Science Vol. 1, G J Long and F Grandjean, eds., (Plenum: New York) 1993.



منابـــع و مراجــــع

1- APPLICATION OF MOSSBAUER SPECTROSCOPY TO THE STUDIE OF ACTIVATION OF CATALYSTS, Hyperfine Interactions 40 (1988) 211-222.

2- Application of Mössbauer Spectroscopy to the Study of Corrosion, Hyperfine Interactions 153: 61–82, 2004.

3- Mössbauer Spectroscopy in Archaeology: Introduction and Experimental Considerations, Hyperfine Interactions 154: 5–33, 2004.

4- In situ Mossbauer spectroscopy in catalysis, Topics in Catalysis 8 (1999) 133–140.

5- PROTEIN STRUCTURAL DYNAMICS AS DETERMINED BY MOSSBAUER SPECTROSCOPY, Hyperfine Interactions 40 (1988) 147-158.

6- Clays and clay minerals: What can M¨ossbauer spectroscopy do to help understand them?, Hyperfine Interactions 117 (1998) 39–70.

http://www.rsc.org/Membership/Networking/InterestGroups/MossbauerSpect/part4.asp.

8- Mössbauer spectroscopy of small gold particles, Phys. Rev. B 15, 72–83.