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Nanoparticles de “Observación” Crece en Tiempo Real

Published on October 13, 2010 at 7:25 PM

Las personas de científicos en el Ministerio de los E.E.U.U. de Laboratorio (DOE) Nacional de Argonne de la Energía y la Institución de Carnegie de Washington han tenido éxito en nanoparticles de “observación” crecen en tiempo real.

La técnica revolucionaria permite que los investigadores aprendan sobre los primeros tiempos de la generación del nanoparticle, de largo un misterio debido a los métodos de sondeo inadecuados, y podría llevar al funcionamiento mejorado de los nanomaterials en aplicaciones incluyendo las células solares, detectar y más.

Estos nanoplates de plata se adornan con los nanoparticles oxy de plata de la sal a lo largo de los bordes. Estos nanostructures fueron crecidos bajo irradiación de las radiografías de alta energía, que permitieron a científicos “los miran” crecer en tiempo real. La imagen es de un microscopio electrónico de exploración.

El “incremento de Nanocrystal es el asiento de la nanotecnología,” dijo al investigador Yugang Sun, químico del terminal de componente de Argonne. La “Comprensión de él permitirá a científicos más exacto a las nuevas y fascinadoras del nanoparticle propiedades de la personalización.”

La manera que los nanoparticles observan y se comportan depende de su configuración: talla, dimensión de una variable, textura y química de la superficie. Esto, a su vez, depende mucho de las condiciones bajo las cuales se crecen.

“Exactamente controlar nanoparticles es muy difícil,” Sun explicó. “Es incluso más duro reproducir los mismos nanoparticles del tratamiento por lotes al tratamiento por lotes, porque todavía no conocemos todas las condiciones para la receta. Temperatura, presión, humedad, impureza-todos afectan a incremento, y guardamos el descubrir de más factores.”

Para entender cómo los nanoparticles crecen, los científicos necesarios para mirarlos real en el acto. El problema era esa microscopia electrónica, el método usual para considerar hacia abajo en el nivel atómico de nanoparticles, requiere un vacío. Pero muchas clases de nanocrystals tienen que crecer en un líquido media-y el vacío en un microscopio electrónico hace esto imposible. Una célula fina especial permite que una pequeña cantidad de líquido sea analizado en un microscopio electrónico, pero todavía limitó a los investigadores a una capa líquida apenas 100 nanómetros densamente, que es importante diferente de las condiciones reales para la síntesis del nanoparticle.

Para resolver este enigma, Sun encontró que él necesitó utilizar las Radiografías muy de alta energía proporcionadas en el Sector 1 de la Fuente Avance del Fotón de Argonne (APS), que colinda el Centro del laboratorio para los Materiales de Nanoscale, donde él trabaja. El modelo de las Radiografías dispersas por la muestra permitió que los investigadores reconstruyeran los primeros tiempos de los nanocrystals segundo-por-segundos.

“Esta técnica rinde un tesoro de la información, especialmente sobre la nucleación y los pasos de progresión del incremento de los cristales, antes de los cuales nunca habíamos podido conseguir,” dijeron Sun.

La intensidad de las Radiografías afecta al incremento de los nanocrystals, Sun dijo, pero los efectos llegaron a ser solamente importantes después de un tiempo de reacción especialmente largo. “Conseguir una imagen sin obstrucción del proceso del incremento permitirá que a las muestras de mando consigamos mejores resultados, y eventual, los nuevos nanomaterials que tendrán una amplia gama de aplicaciones,” Sun explicaron.

Los nanomaterials se podían utilizar en células solares fotovoltaicas, los sensores químicos y biológicos e incluso proyección de imagen. Por ejemplo, los nanoplates del metal noble pueden absorber la luz del infrarrojo cercano, así que pueden ser utilizados para aumentar contraste en imágenes. En un caso posible, una inyección de nanoparticles especialmente adaptados cerca del sitio del tumor de un enfermo de cáncer podría aumentar el contraste de la proyección de imagen entre las células normales y cacerígenas de modo que los doctores puedan correlacionar exactamente el tumor.

“El clave a este descubrimiento era la capacidad única para que trabajemos con los científicos de la Fuente Avanzada del Fotón, el Centro para los Materiales de Nanoscale y la Microscopia Electrónica Centro-Todo hacia adentro un lugar,” Sun dijo.

El Financiamiento para la investigación fue proporcionado por el Ministerio de los E.E.U.U. de Oficina de la Energía de la Ciencia. El artículo, “Evolución de Nanophase en el Interfaz del Semiconductor/del Electrólito in situ Sondado por la Difracción de Radiografía De alta energía Tiempo-Resuelta del Sincrotrón”, fue publicado en NanoLetters.

El Centro para el Laboratorio Nacional de Nanoscale Materialsat Argonne es uno de los cinco Centros de Investigación de la Ciencia de Nanoscale de la GAMA (NSRCs), recursos nacionales primeros del utilizador para la investigación interdisciplinaria en el nanoscale, utilizados por la Oficina de la GAMA de la Ciencia. Junto el NSRCs comprende una habitación de los recursos complementarios que proveen de investigadores capacidades avanzadas para fabricar, para tramitar, para caracterizar y materiales modelo del nanoscale, y constituir la inversión más grande de la infraestructura de la Iniciativa Nacional de la Nanotecnología. El NSRCs está situado en los laboratorios nacionales de Argonne, de Brookhaven, de Lorenzo Berkeley, de la Oak Ridge y de Sandia y de Los Alamos de la GAMA. Para más información sobre la GAMA NSRCs, visite por favor http://nano.energy.gov.

El Laboratorio Nacional de Argonne busca soluciones a prensar problemas nacionales en ciencia y tecnología. El primer laboratorio nacional de la nación, Argonne conducto la investigación científica básica y aplicada marginal en virtualmente cada disciplina científica. Los investigadores de Argonne trabajan de cerca con los investigadores de centenares de compañías, de universidades, y de federal, estado y las dependencias municipales para ayudarles para resolver sus problemas específicos, para avance liderazgo científico de s de América 'y para preparar la nación por un mejor futuro. Con los empleados de más de 60 naciones, Argonne es manejado por UChicago Argonne, LLC para el Ministerio de los E.E.U.U. de Oficina de la Energía de la Ciencia.

Last Update: 12. January 2012 19:42

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