Uma equipe de pesquisadores afiliados a várias instituições no Japa£o desenvolveu uma técnica para rastrear a difusão de isãotopos de carbono usando espectroscopia vibracional em escala atômica. Em seu artigo publicado na revista Nature , o grupo descreve como eles usaram imagens isota³picas de a¡tomos de carbono 12 C incorporados em grafeno 13 C para monitorar a autodifusão. Jordan Hachtel, do Oak Ridge National Laboratory, publicou um esboa§o de pesquisas recentes envolvendo tentativas de detectar isãotopos com alta resolução espacial e o trabalho feito pela equipe no Japa£o na mesma edição da revista.

Como observa Hachtel, os isãotopos são usados ​​em uma ampla variedade de aplicações, mas ainda édifa­cil distinguir um do outro nonívelata´mico. Fazer isso requer ser capaz de ver as diferenças de comportamento com base em suas massas (isãotopos do mesmo elemento tem o mesmo número de pra³tons, mas diferentes números de naªutrons, que explicam as diferenças de massa). Um microsca³pio de transmissão pode ser usado para capturar imagens do potencial eletrosta¡tico de a¡tomos individuais, mas não permite detectar diferenças de massa. Além disso, a espectroscopia de perda de energia eletra´nica envolve irradiar amostras com elanãtrons para medir a perda de energia devido a colisaµes dentro de uma amostra - uma abordagem que envolve espectroscopia vibracional. Neste novo esfora§o, os pesquisadores usaram ambas as abordagens para permitir que observassem isãotopos individuais de carbono.

O trabalho deles envolveu a preparação de duas amostras de grafeno, uma com massas atômicas de 12 e a outra de 13. Cada uma foi medida quanto a  perda de energia do campo escuro para determinar as caracteri­sticas do pico. Em seguida, os pesquisadores tentaram preencher rachaduras em uma das amostras com material da outra, aquecendo as amostras a 650°C enquanto também disparavam elanãtrons nela. Isso resultou na decomposição dos hidrocarbonetos que cercavam as amostras, permitindo que a fissura fosse preenchida. Em seguida, a temperatura foi reduzida para 500°C, permitindo a medição dos espectros eletra´nicos vibracionais para provar que a fissura foi preenchida. A equipe então repetiu o exerca­cio, mas manteve a temperatura mais alta por mais duas horas. Eles então conduziram uma análise espectral vibracional para mostrar que o carbono 12 Ca¡tomos foram distribua­dos por toda a amostra, permitindo observar o processo de difusão dos isãotopos de um aºnico elemento.