提高这种理解可能有助于研究人员制定用于在土壤中进行血液中血液汇流的策略，从而将其从其与氧气结合的大气中保持源于温室气体。
一项新的研究描述了一种突破性的方法，它可以成像在近原子尺度下将碳封存在土壤中的物理和化学相互作用，并带来一些令人惊讶的结果。
研究， ”纳米尺度下土壤中的有机-有机和有机-矿物界面发表在11月30日的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。
在该决议中，研究人员首次显示 - 土壤碳与来自有机材料的矿物和其他形式的碳相互作用，例如细菌细胞壁和微生物副产物。以前的成像研究只指出了土壤中碳和矿物质之间的分层相互作用。
“如果有一个忽视的机制，可以帮助我们在土壤中保留更多碳，然后这将有助于我们的气候，”高级作者说Johannes Lehmann.，Liberty Hyde Bailey教授综合植物科学学院那土壤和农作物科CALS。
Angela Possinger ' 19博士，曾是Lehmann实验室的研究生目前是弗吉尼亚理工大学的博士后研究员，是这篇论文的第一作者。
由于新技术的分辨率近在原子规模，研究人员不确定他们正在寻找的化合物，但他们怀疑土壤中发现的碳可能来自土壤微生物和微生物细胞壁产生的代谢物。“在所有可能性中，这是一个微生物墓地，”Lehmann说。
“我们有一个意想不到的发现，我们可以看到不同形式的碳之间的界面，而不仅仅是碳和矿物质之间，”Possinger说。“我们可以开始查看这些界面并试图了解有关这些互动的事情。”
该技术揭示了这些有机界面周围的碳层。它还表明，施用氮是富含物的重要人物，用于促进有机和矿物界面之间的化学相互作用。
因此，农民可以通过考虑土壤改良剂中氮的形式来固碳，从而改善土壤健康，减缓气候变化，她说。
在追求她的博士时，Possinger多年来与康奈尔物理学家 - 包括共同作者Lena Kourkoutis.，应用和工程物理副教授，以及大卫•穆勒，塞缪尔B. Eckert在应用和工程物理学工程教授，以及联合主任康奈尔大学纳米科学卡弗里研究所- 帮助开发多步骤方法。
研究人员计划使用强大的电子显微镜将电子束聚焦到亚原子尺度，但它们发现电子修饰和损坏松散和复杂的土壤样品。结果，它们必须冻结样品到减去180摄氏度周围，这减少了光束的有害影响。
波辛格说:“我们必须开发一种技术，在制作非常薄的切片的过程中，基本上保持土壤颗粒冻结，以观察这些微小的界面。”
Kourkoutis说，然后可以在样品上扫描梁，以产生土壤样本的结构和化学的图像及其复杂的界面。
“我们的物理同事在全球范围内领先，以提高我们将密切关注材料特性的能力，”Lehmann说。“没有这种跨学科合作，这些突破是不可能的。”。
Kourkoutis表示，新的低温电子显微镜和光谱技术将允许研究人员探讨软件和硬质材料之间的整个界面，包括那些在电池，燃料电池和电解器功能中发挥作用的界面。
共同讲述包括迈克尔·扎克曼博士。'18是Kourkoutis'实验室的前研究生;莱曼实验室的前研究员Akio Enders;和巴纳比莱文博士。'17，穆勒实验室的前研究生。
这项研究由美国国家科学基金会、慕尼黑技术大学高级研究院、安德鲁·w·梅隆基金会和康奈尔农业与生命科学学院校友基金会资助。
