تصويربرداری الکترونی از رشد نانوبلورها با سل مايع+عکس
آفتاب‌‌نیوز : آفتاب: فيزيکدانان در آمريکا و کره جنوبي براي اولين بار موفق به تصويربرداري از رشد نانوبلورها در مقياس اتمي شدند.
به گزارش ايسنا، تکنيک آنها شامل قراردادن اين بلورها داخل يک سل مايع مرزبندي‌شده بوسيله صفحه‌هاي گرافني و تصويربرداري از آنها با يک ميکروسکوپ الکتروني عبوري (TEM) است.
اين تکنيک مراحل رشد غيرمنتظره و جديدي را هنگامي که اتفاق مي‌افتند، آشکار کرده است. از اين روش مي‌توان براي مطالعه نانومواد متعددي در محلول و حتي نمونه‌هاي زيستي در محيط‌هاي مايع طبيعي‌شان استفاده کرد.
ميکروسکوپ الکتروني عبوري که بجاي نور با پرتوهاي الکتروني کار مي‌کند، در مقايسه با ميکروسکوپ نوري، تصاويري با دقت بسيار بالا ايجاد مي‌کند. با اين حال تصويربرداري از مايع‌ها با يک TEM بسيار مشکل است، زيرا از آنجايي که اين ميکروسکوپ تحت شرايط خلاء کار مي‌کند، اين مايع‌ها براي جلوگيري از تبخيرشدن بايد در يک ماده جامد معمولا نيتريد سيليکون يا اکسيد سيليکون کپسوله شوند.
اين کپسول‌ها که به سل‌هاي مايع معروف هستند، مي‌توانند غشاهايي که تا 100 نانومتر ضخامت دارند، داشته باشند. اين ضخامت براي نفوذ موفقيت‌آميز با استفاده از يک پرتوي الکتروني زياد است و اين بدين معني است که اشياء در بهترين حالت مي‌توانند با دقت حدود چند نانومتر تصويربرداري شوند.
اکنون «جانگون پارک» از دانشگاه کاليفرنيا و همکارانش از آزمايشگاه ملي «لورانس برکلي» و «KAIST» در کره جنوبي نشان داده‌اند که بسته‌هاي ساخته شده بوسيله صفحه‌هاي گرافن را مي‌توان براي سل‌هاي مايع بعنوان پنجره‌هايي استفاده کرد که در سرتاسر آنها ديد وجود دارد. اين صفحه‌هاي نانومتري شفاف هستند، زيرا گرافن نازک‌ترين ماده‌اي است که تاکنون شناخته شده است و پرتوي الکتروني را از اين ميکروسکوپ پخش نکرده و به آن اجازه عبور مي‌دهد.
گرافن همچنين بسيار مستحکم و نفوذناپذير و از نظر شيميايي واکنش‌ناپذير است، بنابراين مي‌تواند نمونه در سل مايع را از الکترون‌هاي پرانرژي در ميکروسکوپ محافظت کند.
اين محققان کپسول‌هاي گرافني را با محلولي حاوي نانوبلورهاي پلاتين پر کردند و آنها را با استفاده از شکل تصحيح شده‌اي از TEM مطالعه کردند.
«پارک» مي‌گويد: ما توانستيم رشد و هسته‌زايي ذره‌اي را با دقت بسيار بالا در مقياس آنگسترومي يک دهم نانومتر مشاهده کنيم. ما همچنين مراحل غيرمنتظره و جديدي از رشد نانوبلورها را هنگام اتفاق افتادن، مشاهده کرديم. بطور ويژه چگونگي انعقاد نانوبلورهاي معين بطور متناوب در طول همان جهت، چگونگي اصلاح شکل و تشکيل وجوه روي سطح آنها را با اين روش مشاهده کرديم.
آزمايش‌هاي ميکروسکوپ الکتروني با استفاده از اين سل‌هاي مايع گرافني را مي‌توان براي تصويربرداري از گستره وسيعي از نانومواد از قبيل نانوذرات، نانوساختارها و حتي نمونه‌هاي زيستي در مايع بکار برد.
اين محققان، جزئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را در مجله «Science» منتشر کرده‌اند. {$old_album_169313}
به گزارش ايسنا، تکنيک آنها شامل قراردادن اين بلورها داخل يک سل مايع مرزبندي‌شده بوسيله صفحه‌هاي گرافني و تصويربرداري از آنها با يک ميکروسکوپ الکتروني عبوري (TEM) است.
اين تکنيک مراحل رشد غيرمنتظره و جديدي را هنگامي که اتفاق مي‌افتند، آشکار کرده است. از اين روش مي‌توان براي مطالعه نانومواد متعددي در محلول و حتي نمونه‌هاي زيستي در محيط‌هاي مايع طبيعي‌شان استفاده کرد.
ميکروسکوپ الکتروني عبوري که بجاي نور با پرتوهاي الکتروني کار مي‌کند، در مقايسه با ميکروسکوپ نوري، تصاويري با دقت بسيار بالا ايجاد مي‌کند. با اين حال تصويربرداري از مايع‌ها با يک TEM بسيار مشکل است، زيرا از آنجايي که اين ميکروسکوپ تحت شرايط خلاء کار مي‌کند، اين مايع‌ها براي جلوگيري از تبخيرشدن بايد در يک ماده جامد معمولا نيتريد سيليکون يا اکسيد سيليکون کپسوله شوند.
اين کپسول‌ها که به سل‌هاي مايع معروف هستند، مي‌توانند غشاهايي که تا 100 نانومتر ضخامت دارند، داشته باشند. اين ضخامت براي نفوذ موفقيت‌آميز با استفاده از يک پرتوي الکتروني زياد است و اين بدين معني است که اشياء در بهترين حالت مي‌توانند با دقت حدود چند نانومتر تصويربرداري شوند.
اکنون «جانگون پارک» از دانشگاه کاليفرنيا و همکارانش از آزمايشگاه ملي «لورانس برکلي» و «KAIST» در کره جنوبي نشان داده‌اند که بسته‌هاي ساخته شده بوسيله صفحه‌هاي گرافن را مي‌توان براي سل‌هاي مايع بعنوان پنجره‌هايي استفاده کرد که در سرتاسر آنها ديد وجود دارد. اين صفحه‌هاي نانومتري شفاف هستند، زيرا گرافن نازک‌ترين ماده‌اي است که تاکنون شناخته شده است و پرتوي الکتروني را از اين ميکروسکوپ پخش نکرده و به آن اجازه عبور مي‌دهد.
گرافن همچنين بسيار مستحکم و نفوذناپذير و از نظر شيميايي واکنش‌ناپذير است، بنابراين مي‌تواند نمونه در سل مايع را از الکترون‌هاي پرانرژي در ميکروسکوپ محافظت کند.
اين محققان کپسول‌هاي گرافني را با محلولي حاوي نانوبلورهاي پلاتين پر کردند و آنها را با استفاده از شکل تصحيح شده‌اي از TEM مطالعه کردند.
«پارک» مي‌گويد: ما توانستيم رشد و هسته‌زايي ذره‌اي را با دقت بسيار بالا در مقياس آنگسترومي يک دهم نانومتر مشاهده کنيم. ما همچنين مراحل غيرمنتظره و جديدي از رشد نانوبلورها را هنگام اتفاق افتادن، مشاهده کرديم. بطور ويژه چگونگي انعقاد نانوبلورهاي معين بطور متناوب در طول همان جهت، چگونگي اصلاح شکل و تشکيل وجوه روي سطح آنها را با اين روش مشاهده کرديم.
آزمايش‌هاي ميکروسکوپ الکتروني با استفاده از اين سل‌هاي مايع گرافني را مي‌توان براي تصويربرداري از گستره وسيعي از نانومواد از قبيل نانوذرات، نانوساختارها و حتي نمونه‌هاي زيستي در مايع بکار برد.
اين محققان، جزئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را در مجله «Science» منتشر کرده‌اند. {$old_album_169313}
گزارش خطا
ارسال به دوستان
نسخه چاپی
ذخیره عضویت در خبرنامه 
پربحث ترین عناوین
پرطرفدار ترین عناوین
لینک های مفید