Visualisering af guld nanopartikel-selvsamling via TEM

Selvsamlingen af ​​guldnanopartikler (Au NP'er) belagt med specifikke organiske ioner i vand blev observeret af Center for Nanoscale Materials personale i Nanobio Interfaces, Elektroniske og magnetiske materialer og enheder, og nanofotonikgrupper ved Argonne National Laboratory ved hjælp af in situ transmissionselektronmikroskopi (TEM) udstyret med en væskecelle. Au NP'erne dannede endimensionelle kæder inden for få minutter.

Selvsamlingen af ​​NP'er tiltrækker intens opmærksomhed for dens potentielle anvendelse i fremstillingen af ​​hybridsystemer med kollektive egenskaber fra forskellige typer materialer. De observationer, der gives her, belyser klart den komplekse mekanisme af ladede NP-selvsamlingsprocesser. De maler også en advarselshistorie om at bruge TEM in situ-celler til at efterligne selvsamlingsprocesser i faktiske løsningsmiljøer.

CNM's ekspertise med in situ TEM-teknikker, kolloid nanopartikelsyntese, zeta-potentiale målinger, og absorptionsspektre blev udnyttet i denne undersøgelse.

De hydrerede elektroner, der dannes ved radiolyse af vand, reducerer den samlede positive ladning af cetyltrimethylammonium (CTA)-coatede Au NP'er. NP'erne blev også belagt med negative citrationer. (Med citrat alene, imidlertid, Au NP'erne forblev stabile i væskecellen uanset elektronstråleintensitet). De anisotrope attraktive interaktioner, herunder dipolære og Van der Waals interaktioner, overvinde frastødningen blandt NP'erne og fremkalde samlingen af ​​NP'er. Den rumlige adskillelse af forskellige størrelser af NP'er som et resultat af elektriske feltgradienter i cellen blev også observeret.