fr.chemi3t
08-27-2012, 11:22 AM
فيزيکدانان در آمريکا و کره جنوبي براي اولين بار از رشد نانوبلورها در مقياس اتمي تصويربرداري کرده‌اند. تکنيک آنها شامل قراردادن اين بلورها داخل يک سل مايع مرزبندي‌شده بوسيله صفحه‌هاي گرافني و تصويربرداري از آنها با يک ميکروسکوپ الکتروني عبوري (TEM) مي‌باشد. 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.
http://pnu-club.com/imported/2012/08/988.jpg
شمايي از اين سل مايع گرافني. صفحه‌هاي گرافني مقابل همديگر، يک ظرف واکنش نانومقياس مايع آب‌بندي شده تشکيل مي‌دهند که براي يک کاوشگر پرتوي الکتروني شفاف هستند.
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 آنجائيکه اين ميکروسکوپ تحت شرايط خلاء کار مي‌کند، اين مايع‌ها براي جلوگيري از تبخيرشدن‌شان بايد در يک ماده جامد (معمولا نيتريد سيليکون يا اکسيد سيليکون) کپسوله شوند. اين کپسول‌ها که به سل‌هاي مايع معروف هستند، مي‌توانند غشاءهايي 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.
http://pnu-club.com/imported/2012/08/989.jpg
تصاوير TEM از انعقاد نانوبلورهاي پلاتين و تشکيل وجوه‌شان در محلول رشد.
اکنون جانگون پارک از دانشگاه کاليفرنيا و همکارانش از آزمايشگاه ملي لاورانس برکلي و KAIST در کره جنوبي نشان داده‌اند که بسته‌هاي ساخته‌شده 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 شناخته‌شده است و پرتوي الکتروني را از اين ميکروسکوپ پخش نکرده و به آن اجازه عبور مي‌دهد. گرافن همچنين بسيار مستحکم و نفوذناپذير است 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 يک شکل تصحيح شده‌اي از TEM مطالعه کردند. پارک گفت:" 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 شکل‌شان و تشکيل وجوه‌هايي روي سطح‌شان را با اين روش مشاهده کرديم."
آزمايش‌ها 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 مجله‌ي Science منتشر کرده‌اند.
http://pnu-club.com/imported/2012/08/988.jpg
شمايي از اين سل مايع گرافني. صفحه‌هاي گرافني مقابل همديگر، يک ظرف واکنش نانومقياس مايع آب‌بندي شده تشکيل مي‌دهند که براي يک کاوشگر پرتوي الکتروني شفاف هستند.
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 آنجائيکه اين ميکروسکوپ تحت شرايط خلاء کار مي‌کند، اين مايع‌ها براي جلوگيري از تبخيرشدن‌شان بايد در يک ماده جامد (معمولا نيتريد سيليکون يا اکسيد سيليکون) کپسوله شوند. اين کپسول‌ها که به سل‌هاي مايع معروف هستند، مي‌توانند غشاءهايي 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.
http://pnu-club.com/imported/2012/08/989.jpg
تصاوير TEM از انعقاد نانوبلورهاي پلاتين و تشکيل وجوه‌شان در محلول رشد.
اکنون جانگون پارک از دانشگاه کاليفرنيا و همکارانش از آزمايشگاه ملي لاورانس برکلي و KAIST در کره جنوبي نشان داده‌اند که بسته‌هاي ساخته‌شده 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 شناخته‌شده است و پرتوي الکتروني را از اين ميکروسکوپ پخش نکرده و به آن اجازه عبور مي‌دهد. گرافن همچنين بسيار مستحکم و نفوذناپذير است 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 يک شکل تصحيح شده‌اي از TEM مطالعه کردند. پارک گفت:" 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 شکل‌شان و تشکيل وجوه‌هايي روي سطح‌شان را با اين روش مشاهده کرديم."
آزمايش‌ها 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 مجله‌ي Science منتشر کرده‌اند.