„Het Letten op“ Nanoparticles Groeit in Echt - tijd

Published on October 13, 2010 at 7:25 PM

Een team van wetenschappers bij het Ministerie van Energie Argonne (DOE) van de V.S. het Nationale Laboratorium en de Instelling Carnegie van Washington in „het letten op“ nanoparticles zijn geslaagd groeit in echt - tijd.

De revolutionaire techniek staat onderzoekers toe om over de vroege stadia van nanoparticlegeneratie, lang een geheim te leren toe te schrijven aan ontoereikende sonderende methodes, en kon tot betere prestaties van nanomaterials in toepassingen met inbegrip van zonnecellen, het ontdekken en meer leiden.

Deze zilveren nanoplates zijn verfraaid met zilveren oxy zout nanoparticles langs de randen. Deze nanostructures werden gekweekt onder straling van high-energy röntgenstralen, die de toegestane wetenschappers kweken op hen „letten“ in echt - tijd. Het beeld is van een aftastenelektronenmicroscoop.

„De groei Nanocrystal is de stichting van nanotechnologie,“ de bovengenoemde Zon van hoofdonderzoekersYugang, een chemicus Argonne. „Begrijpend zal het wetenschappers toestaan om nieuwe en fascinerende nanoparticle eigenschappen meer bepaald te maken.“

De manier die nanoparticles kijk en me gedraag hangt van hun architectuur af: grootte, vorm, textuur en oppervlaktechemie. Dit, beurtelings, hangt zeer van de voorwaarden af waarop zij worden gekweekt.

„Nauwkeurig is controleren nanoparticles zeer moeilijk,“ verklaarde Zon. „Het is nog moeilijker om zelfde nanoparticles van partij aan partij te reproduceren, omdat wij nog alle voorwaarden voor het recept niet kennen. Temperatuur, druk, vochtigheid, beïnvloeden onzuiverheid-zij allen de groei, en wij houden ontdekkend meer factoren.“

om te begrijpen hoe nanoparticles groei, moesten de wetenschappers op hen in de handeling eigenlijk letten. Het probleem was dat de elektronenmicroscopie, de gebruikelijke methode om neer in het atoomniveau van nanoparticles te zien, een vacuüm vereist. Maar vele soorten nanocrystals moeten in een vloeistof groeien middelgroot-en het vacuüm in een elektronenmicroscoop maakt dit onmogelijk. Een speciale dunne cel laat een uiterst kleine hoeveelheid vloeistof toe om in een elektronenmicroscoop worden geanalyseerd, maar het beperkte nog de onderzoekers tot een vloeibare laag enkel 100 nanometers dik, die van de echte voorwaarden voor nanoparticlesynthese beduidend verschillend is.

Om dit raadsel op te lossen dat, vond de Zon hij de zeer high-energy Röntgenstralen moest gebruiken bij Sector 1 van Bron van het Foton van Argonne de Geavanceerde worden verstrekt (APS), die aan het Centrum van het laboratorium voor Materialen Nanoscale grenst, waar hij werkt. Het patroon van Röntgenstralen door de steekproef worden verspreid stond de onderzoekers toe om de vroegste stadia van nanocrystals tweede-door-ten tweede opnieuw op te bouwen die.

„Deze techniek brengt een schat trove van informatie, vooral over de nucleation en de groeistappen van de kristallen op, die wij nooit voordien hadden kunnen worden,“ bovengenoemde Zon.

De intensiteit van de Röntgenstralen beïnvloedt de groei van nanocrystals, bovengenoemde Zon, maar de gevolgen slechts werden significant na een vooral lange reactietijd. „Het Krijgen van een duidelijk beeld van het de groeiproces zal ons aan controlesteekproeven toestaan om betere resultaten te krijgen, en uiteindelijk, nieuwe nanomaterials die een brede waaier van toepassingen zullen hebben,“ verklaarde Zon.

Nanomaterials zouden in photovoltaic zonnecellen, chemische en biologische sensoren en zelfs weergave kunnen worden gebruikt. Bijvoorbeeld, kan het edele metaal nanoplates near-infrared licht absorberen, zodat kunnen zij worden gebruikt om contrast in beelden te verbeteren. In één mogelijk geval, kon een injectie van speciaal gemaakt nanoparticles dichtbij de de tumorplaats van een kankerpatiënt het weergavecontrast tussen normale en kankercellen verhogen zodat de artsen de tumor kunnen nauwkeurig in kaart brengen.

De „sleutel tot deze doorbraak was de unieke capaciteit voor ons om met wetenschappers uit de Geavanceerde Bron van het Foton, het Centrum voor Materialen Nanoscale en de Elektronenmicroscopie centrum-Helemaal in één plaats te werken,“ bovengenoemde Zon.

De Financiering voor het onderzoek werd verstrekt door het Bureau van het Ministerie van de V.S. van Energie van Wetenschap. Het artikel, „Evolutie Nanophase bij de Interface van de Halfgeleider/van de Elektrolyt in situ door Time-Resolved High-Energy de Diffractie van de Röntgenstraal van het Synchotron“ wordt Gesondeerd, werd gepubliceerd in NanoLetters die.

Het Centrum voor het Nationale Laboratorium van Nanoscale Materialsat Argonne is één van de vijf Onderzoekscentra van de Wetenschap van DOE Nanoscale (NSRCs), Eerste nationale gebruikersfaciliteiten voor interdisciplinair die onderzoek bij nanoscale, door het Bureau van DOE van Wetenschap wordt gesteund. Samen bestaat NSRCs uit een reeks van bijkomende faciliteiten die onderzoekers van overzichtsmogelijkheden voorzien om nanoscale materialen te vervaardigen, te verwerken te kenmerken en te modelleren, en de grootste infrastructuurinvestering van het Nationale Initiatief van de Nanotechnologie te vormen. NSRCs wordt gevestigd in Argonne van DOE, Brookhaven, Lawrence Berkeley, Oak Ridge en de nationale laboratoria van Sandia en Los Alamos. Voor meer informatie over DOE NSRCs, te bezoeken gelieve http://nano.energy.gov.

Het Nationale Laboratorium van Argonne naar oplossingen streeft aan het drukken van nationale problemen in wetenschap en technologie. Het eerste nationale laboratorium van de natie, Argonne leidt leading-edge fundamenteel en toegepast wetenschappelijk onderzoek naar vrijwel elke wetenschappelijke discipline. De onderzoekers van Argonne werken nauw met onderzoekers van honderden bedrijven, universiteiten, en federaal, staat en gemeentelijke agentschappen samen om hen te helpen hun specifieke problemen, de wetenschappelijke leiding van vooruitgangsAmerika 'oplossen s en de natie voor een betere toekomst voorbereiden. Met werknemers van meer dan 60 naties, wordt Argonne geleid door UChicago Argonne, LLC voor het Bureau van het Ministerie van de V.S. van Energie van Wetenschap.

Last Update: 12. January 2012 20:39

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit