Nanoparticles « de Observation » Se Développent en temps réel

Published on October 13, 2010 at 7:25 PM

Une équipe des scientifiques au Ministère De L'énergie des États-Unis le Laboratoire (DOE) National d'Argonne Et à l'Institution de Carnegie de Washington a réussi aux nanoparticles « de observation » se développent en temps réel.

La technique révolutionnaire permet à des chercheurs de se renseigner sur les stades précoces du rétablissement de nanoparticle, longtemps un mystère dû aux méthodes de sondage inadéquates, et pourrait mener aux performances améliorées des nanomaterials dans les applications comprenant les piles solaires, se sentir et plus.

Ces nanoplates argentés sont décorés des nanoparticles oxy argentés de sel le long des arêtes. Ces nanostructures ont été développés sous l'irradiation des rayons X de grande énergie, qui ont permis des scientifiques « les observent » se développer en temps réel. L'image est d'un microscope électronique de lecture.

Le « accroissement de Nanocrystal est la fondation de la nanotechnologie, » a dit le Sun de Yugang de chercheur de plomb, un pharmacien d'Argonne. La « Compréhension de lui permettra des scientifiques plus avec précision aux propriétés neuves et fascinantes de tailleur de nanoparticle. »

La manière dont les nanoparticles examinent et se comportent dépend de leur architecture : taille, forme, texture et chimie de surface. Ceci, consécutivement, dépend infiniment des conditions dans lesquelles elles sont développées.

« Exactement le réglage des nanoparticles est très difficile, » Sun expliqué. « Il est encore plus difficile de reproduire les mêmes nanoparticles du lot au lot, parce que nous ne connaissons toujours pas toutes les conditions pour la recette. La Température, pression, humidité, impureté-ils tous affectent l'accroissement, et nous continuons à découvrir plus de facteurs. »

Afin de comprendre comment les nanoparticles se développent, les scientifiques requis pour les observer réellement dans l'acte. Le problème était cette microscopie électronique, la méthode habituelle pour voir vers le bas dans le niveau atomique des nanoparticles, exige un aspirateur. Mais beaucoup de genres de nanocrystals doivent se développer dans un liquide support-et l'aspirateur dans un microscope électronique rend ceci impossible. Une cellule mince spéciale permet à une quantité minuscule de liquide de s'analyser dans un microscope électronique, mais il limitait toujours les chercheurs à une couche liquide juste 100 nanomètres profondément, qui est sensiblement différente des conditions réelles pour la synthèse de nanoparticle.

Pour résoudre cette énigme, le Sun a trouvé qu'il a dû utiliser les rayons X de haute énergie mêmes fournis au Secteur 1 de la Source Avancée du Photon d'Argonne (APS), qui touche le Centre du laboratoire pour des Matériaux de Nanoscale, où il travaille. La configuration des Rayons X dispersés par l'échantillon a permis aux chercheurs de reconstruire les parties des nanocrystals deuxième-par-deuxième.

« Cette technique fournit un trésor d'information, particulièrement sur la nucléation et les phases d'accroissement des cristaux, avant lesquels nous n'avions jamais pu obtenir, » ont indiqué le Sun.

L'intensité des Rayons X affecte l'accroissement des nanocrystals, le Sun a indiqué, mais les effets sont seulement devenus significatifs après un temps de réaction particulièrement long. La « Obtention d'une image dégagée du processus de croissance nous permettra aux échantillons témoins d'obtenir de meilleurs résultats, et éventuellement, les nanomaterials neufs qui auront un large éventail d'applications, » Sun expliqué.

Les nanomaterials ont pu être utilisés en piles solaires photovoltaïques, senseurs chimiques et biologiques et même représentation. Par exemple, les nanoplates en métal noble peuvent absorber la lumière de proche-infrared, ainsi ils peuvent être employés pour augmenter le contraste dans les images. Dans un cas possible, une injection des nanoparticles particulièrement réglés près du site tumoral d'un malade du cancer pourrait augmenter le contraste de représentation entre la normale et les cellules cancéreuses de sorte que les médecins puissent exactement tracer la tumeur.

« La clé à cette découverte était la seule capacité pour que nous fonctionnent avec des scientifiques de la Source Avancée de Photon, le Centre pour des Matériaux de Nanoscale et la Microscopie Électronique Centre-Toute dedans une place, » le Sun a indiqué.

Le Financement pour la recherche a été fourni par le Ministère De L'énergie des États-Unis le Bureau De la Science. L'article, « Évolution de Nanophase à la Surface Adjacente de Semi-conducteur/Électrolyte in situ Sondée par Diffraction Des Rayons X De grande énergie Temps-Resolved de Synchrotron », a été publié dans NanoLetters.

Le Centre pour le Laboratoire National de Nanoscale Materialsat Argonne est l'un des cinq Centres de Recherche de la Science de Nanoscale de DAINE (NSRCs), installations nationales premières d'utilisateur pour la recherche interdisciplinaire au nanoscale, supportées par le Bureau de DAINE de la Science. Ensemble le NSRCs comportent une suite des installations complémentaires qui fournissent à des chercheurs des capacités de pointe pour fabriquer, traiter, caractériser et des matériaux modèles de nanoscale, et constituer le plus grand investissement d'infrastructure de l'Initiative Nationale de Nanotechnologie. Le NSRCs sont situés aux laboratoires nationaux d'Argonne, de Brookhaven, de Lawrence Berkeley, d'Oak Ridge et de Sandia et de Los Alamos de la DAINE. Pour plus d'informations sur la DAINE NSRCs, visitez s'il vous plaît http://nano.energy.gov.

Le Laboratoire National d'Argonne recherche des solutions à appuyer des problèmes nationaux en science et technologie. Le premier laboratoire national du pays, Argonne conduit la recherche scientifique fondamentale et appliquée de pointe dans pratiquement chaque domaine scientifique. Les chercheurs d'Argonne travaillent attentivement avec des chercheurs des centaines de compagnies, universités, et fédéral, condition et agences municipales pour les aider pour résoudre leurs problèmes particuliers, commandement scientifique de s pour avancer Amérique 'et pour préparer le pays pour un meilleur contrat à terme. Avec des employés de plus de 60 pays, Argonne est managé par UChicago Argonne, LLC pour le Ministère De L'énergie des États-Unis le Bureau De la Science.

Last Update: 12. January 2012 20:02

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