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Os Cientistas de Argonne Examinam a Cristalização do Nanoparticle em Detalhe Inaudito

Published on May 14, 2010 at 6:29 PM

Uma colaboração entre o Fotão Avançado Source e o Centro para Materiais de Nanoscale no Ministério de E.U. do Laboratório (DOE) Nacional do Argonne da Energia “considerou” a cristalização dos nanoparticles em detalhe inaudito.

“Nanoscience é uma edição quente agora, e os povos estão tentando criar disposições auto-montadas do nanoparticle para dados e armazenamento da memória,” o físico assistente Zhang Jiang de Argonne disse. “Nestes dispositivos, o grau de pedir é um factor importante.”

O físico Assistente Zhang Jiang (da esquerda) examina uma difracção de Raio X enquanto o físico Jin Wang e a Xiao-Acta Lin do nanoscientist preparam uma amostra em um dos beamlines Avançados de Source do Fotão. Os cientistas de Argonne examinaram a cristalização do nanoparticle em detalhe inaudito que usa os Raios X postos elevação dos APS.

A fim chamar acima de um bit específico dos dados, é ideal armazenar a informação em uma estrutura de cristal bidimensional com coordenadas gráficas bem definidas. Por exemplo, cada bit de informação de uma canção salvar em um disco rígido deve ser armazenado em lugar específicos, assim que pode ser recuperado mais tarde. Contudo, na maioria dos casos, os defeitos são inerentes nas estrutura de cristal do nanoparticle.

Os “Defeitos em uma estrutura são como caldeirões em uma estrada,” o físico Jin Wang de Argonne disse. “Quando você está conduzindo na estrada, você gostaria de saber se está indo ser um passeio liso ou se você terá que ziguezague a fim evitar um pneu liso. Também, você quer saber os caldeirões formam no primeiro lugar, assim que nós podemos eliminá-los.”

Controlar o grau de pedir em disposições do nanoparticle foi indescritível. O número de nanoparticles que um químico pode fazer em um volume pequeno é astonishingly grande.

“Nós podemos rotineiramente produzir 1014 partículas em algumas gotas da solução. Aquele é mais do que o número de protagoniza na Galáxia da Via Láctea, de” Xiao-Acta Lin do nanoscientist Argonne. “Encontrar as circunstâncias sob que os nanoparticles podem auto-montar em uma estrutura de cristal com um baixo número de defeitos é bastante desafiante.”

Porque os nanoparticles são tão pequenos, não é fácil de ver como pedido a estrutura é durante o processo do auto-conjunto. A microscopia de Elétron pode considerar nanoparticles individuais, mas o campo de visão é demasiado pequeno para que os cientistas obtenham “uma imagem grande” do que pedir é como na escala macroscópica do comprimento. Igualmente não trabalha para soluções molhadas.

“Com pedir local, um não pode supr que o mesmo pedido existe durante todo a estrutura inteira; é como a vista de uma secção da estrada e sup-la é em linha recta e construiu bem toda a maneira à extremidade,” Wang disse.

O mesmo grupo de pesquisadores em Argonne, junto com seus colaboradores na Universidade de Chicago, descobriu que sob as circunstâncias direitas, os nanoparticles podem flutuar em uma relação do líquido-ar de uma gota líquida de secagem e se tornar auto-organizados.

Isto permite que o processo bidimensional da cristalização ocorra sobre uma escala de tempo muito mais longo. “Você tipicamente não espera partículas metálicas flutuar. É como pedras de jogo em uma lagoa e esperando as flutuar na superfície,” Lin disse. “Mas no nanoworld, coisas comporte-se diferentemente.”

Usando a dispersão de Raio X de alta resolução no Fotão Avançado Source (APS), Jiang e o outro examinaram o processo da cristalização em detalhe inaudito como ele formam no tempo real. Descobriram que as disposições do nanoparticle formadas na relação do líquido-ar podem incorporar um regime de uma fase altamente cristalina definida à teoria de cristal bidimensional clássica. Somente quando o solvente começa ao dewet da superfície, faça defeitos e a desordem começa a aparecer.

“Nós podemos sondar a amostra macroscópica inteira e para monitorar o que está acontecendo no tempo real,” Jiang disse. “Isto permite que nós compreendam que parâmetros são importantes controlar o processo do auto-conjunto.”

Com este nível de compreensão, os cientistas esperam que os dispositivos dias tais como o iPod nano podem ser feitos dos nanoparticles.

Um papel nesta pesquisa foi publicado em Letras Nano.

Last Update: 12. January 2012 08:16

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