Forskere fanger live, detaljer på atomniveau af nanopartikeldannelse

Forskere ved Sensitive Instrument Facility i det amerikanske energiministeriums Ames Laboratory opnåede overvågning af atomomlægning i realtid ved hjælp af aberrationskorrigeret scanningstransmissionselektronmikroskopi under syntesen af ​​intermetalliske nanopartikler (iNP'er).

I samarbejde med Wenyu Huang, en lektor i Department of Chemistry ved Iowa State University og en videnskabsmand ved Ames Laboratory, de undersøgte nanopartikler fremstillet af en platin-tinlegering. Disse unikke iNP'er har anvendelser inden for energieffektiv brændstofkonvertering og produktion af biobrændstoffer, og er et fokus for Huangs forskningsgruppe.

"Ved dannelsen af ​​disse materialer, der manglede en masse information i midten, som er nyttig for os til optimal justering af katalytiske egenskaber," sagde Huang.

Ved at spore bevægelsen af ​​metalatomer af platin og tin under dannelsen af ​​iNP'er ved hjælp af avanceret mikroskopi ved høj temperatur, mellemfaser blev opdaget med deres eget unikke sæt af katalytiske egenskaber.

"Konventionel materialesyntese fokuserer på begyndelsen og slutningen af ​​en reaktion, uden megen forståelse af vejen. Observation på atomniveau af legeringsprocessen førte til opdagelsen af ​​reaktionsvejen, " sagde Lin Zhou, en videnskabsmand i Ames Laboratorys afdeling for materialevidenskab og teknik. "Når vi kendte mellemtilstande imellem, vi kunne kontrollere reaktionen på 'stop' på det tidspunkt. Det åbner op for en ny måde at forudsige og kontrollere vores opdagelse af nye materialer."

Forskningen diskuteres yderligere i papiret, "Mod fase- og katalysekontrol:Sporing af dannelsen af ​​intermetalliske nanopartikler på atomisk skala."