Bij oplaadbare batterijen, ultradunne materiaalvellen zijn cruciaal. Op de grensvlakken van deze bladen vinden reacties plaats. Wetenschappers willen deze reacties volgen. Ze hebben een manier nodig om begraven interfaces met elementaire specificiteit te onderzoeken. In principe, zachte röntgenspectroscopietechnieken kunnen een krachtig hulpmiddel zijn voor het onderzoeken van dergelijke complexe interfaces. Echter, deze technieken waren niet beschikbaar vanwege beperkingen in optica en laserbronnen. Voor de eerste keer, een internationaal team bedacht een techniek voor het genereren van zachte röntgenstraling van de tweede harmonische en gebruikte deze om individuele lagen grafeen in een grafietmonster te karakteriseren, veelbelovend om nieuwe perspectieven te openen op de aard van complexe interfaces.

Weten hoe reacties plaatsvinden op begraven interfaces is cruciaal voor energieopslag, water Zuivering, en ander gebruik. De nieuwe techniek biedt een manier om specifieke elementen op begraven interfaces te onderzoeken. De resultaten van de techniek kunnen, op een dag, laat wetenschappers zachte röntgenstralen gebruiken om grensvlakprocessen te volgen die plaatsvinden in een quadriljoenste van een seconde.

Het begrijpen van de gedetailleerde aard van complexe interfaces is een zoektocht van diepgaande betekenis geworden, omdat het ten grondslag ligt aan de dringend noodzakelijke vooruitgang in veel toepassingen, inclusief waterzuivering, ontzilting, en terugwinningstechnologieën, en is van vitaal belang voor centrale processen in de elektrochemie, atmosferische chemie, biochemie, en energieconversie. Wetenschappers hebben een nieuwe techniek ontwikkeld om interfaces met zowel oppervlakte- als elementspecifieke selectiviteit te onderzoeken, gedemonstreerd voor de afzonderlijke grafeenlagen in bulkgrafiet. Wanneer zachte röntgenpulsen van een vrije elektronenlaser het materiaal binnendringen, ze prikkelen binnen-orbitale elektronen in de koolstofatomen. Voor koolstofatomen die een grafietinterface vormen, deze excitaties kunnen een foton (een pakket licht) produceren met tweemaal de energie van de binnenkomende fotonen. Wetenschappers kunnen observaties van deze tweede harmonische generatie gebruiken om belangrijke grensvlakeigenschappen op te helderen, evenals chemische reacties die op deze interfaces plaatsvinden.