Nuovo Metodo di Nanoanalysis Per Verificare Purezza dei Micro-Materiali

Published on November 25, 2010 at 12:42 AM

Una nuova tecnica dell'analisi chimica sviluppata da un gruppo di ricerca al National Institute of Standards and Technology (NIST) usa il passo ultrasonico mobile di piccolo cristallo di quarzo per verificare la purezza soltanto di alcuni microgrammi di materiale.

Poiché funziona con i campioni vicino agli strumenti commerciali comparabili più piccoli mille volte, la nuova tecnica dovrebbe essere un'aggiunta importante all'arsenale crescente degli strumenti di misura per nanotecnologia, secondo il gruppo del NIST.

Un ricercatore del NIST prepara i dischi della microbilancia dell'a cristallo di quarzo con i campioni dei nanotubes del carbonio per l'analisi termogravimetrica di microscala. Le dimensioni del campione Tipiche sono di circa 2 microliters, o di circa 1 microgrammo.

Mentre gli oggetti di ricerca scientifica hanno ottenuto più piccoli e piccolo-come nella gente di terapia- del gene e di nanotecnologia che si preoccupa per come misurare queste cose stanno applicando la considerevole ingegnosità per sviluppare la strumentazione comparabile. Questa nuova tecnica del NIST è un tormentone sull'analisi termogravimetrica (TGA), un nome imponente per un concetto equo diretto. Un campione di materiale è molto lentamente e con attenzione heated, ed i cambiamenti nella sua massa sono misurati mentre la temperatura aumenta. La tecnica misura l'energia di reazione stata necessaria per decomporrsi, ossida, disidrata, o altrimenti chimicamente cambia il campione con il calore.

TGA può essere usato, per esempio, per caratterizzare le miscele complesse del combustibile biologico perché le varie componenti si vaporizzano alle temperature differenti. La purezza di un campione organico può essere provata dalla forma di un tracciato di TGA perché, ancora, componenti differenti ripartirà o si vaporizzerà alle temperature differenti. TGA Convenzionale, tuttavia, richiede i campioni di parecchi milligrammi o più di materiale, che lo rende duro misurare la polvere molto piccola e a livello di laboratorio campione-tale come nanoparticella-o le funzionalità di superficie molto piccole di chimica quali le pellicole sottili.

che cosa è necessario è “una microbilancia„ estremamente sensibile per misurare i cambiamenti minuscoli in Massachusetts. Il gruppo del NIST ha trovato uno nella microbilancia dell'a cristallo di quarzo, essenzialmente un piccolo disco piezoelettrico di quarzo interposto fra due elettrodi. Una corrente alternata attraverso gli elettrodi induce il cristallo a vibrare ad una frequenza-$$'ultrasonica stabile e precisa lo stesso principio come orologio dell'a cristallo di quarzo. La massa Aggiunta (un microsample) abbassa la frequenza di risonanza, che scala il backup mentre il microsample è heated e riparte.

In un nuovo documento, il gruppo di scienza dei materiali del NIST dimostra che la loro microbilancia TGA fornisce essenzialmente gli stessi risultati come uno strumento convenzionale di TGA, ma con i campioni circa mille volte più piccolo. Possono individuare non solo le curve caratteristiche per l'ossido di alluminio di nero di carbonio, e un liquido organico del campione, ma anche le curve più complesse delle miscele.

“Abbiamo iniziato questo lavoro perché abbiamo voluto analizzare la purezza di piccoli campioni del nanotube del carbonio,„ spieghiamo il chimico analitico Elisabeth Mansfield. Più recentemente, dice, hanno applicato la tecnica a misurare i biologi di superficie organici dei rivestimenti messi sulle nanoparticelle dell'oro per modificarle per le applicazioni particolari. “Misurare quanto materiale ricopre la superficie delle particelle è molto dura da fare ora,„ dice, “Sarà una domanda realmente unica di questa tecnica.„

L'apparecchiatura del prototipo richiede che le misure di frequenza siano effettuate ad un punto separato dal riscaldamento. Corrente, il gruppo è sul lavoro che integra i dischi della microbilancia con un elemento riscaldante per permettere al trattamento di essere simultaneo.

Sorgente: http://www.nist.gov/

Last Update: 11. January 2012 18:30

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