Ny teknologi giver indsigt i, hvordan nanomaterialer dannes og vokser

En ny form for elektronmikroskopi giver forskere mulighed for at undersøge rørformede materialer i nanoskala, mens de er "levende" og danner væsker - det første på området.

Udviklet af et tværfagligt team ved Northwestern University og University of Tennessee, den nye teknik, kaldet væskefasetransmissionselektronmikroskopi med variabel temperatur (VT-LPTEM), giver forskere mulighed for at undersøge disse dynamik, følsomme materialer med høj opløsning. Med disse oplysninger, forskere kan bedre forstå, hvordan nanomaterialer vokser, danne og udvikle sig.

"Indtil nu, vi kunne kun se på 'døde, statiske materialer, " sagde Northwesterns Nathan Gianneschi, som var med til at lede undersøgelsen. "Denne nye teknik giver os mulighed for at undersøge dynamikken direkte - noget, der ikke kunne gøres før."

Avisen blev offentliggjort online i denne uge i Journal of the American Chemical Society .

Gianneschi er Jacob og Rosaline Cohn-professor i kemi ved Northwesterns Weinberg College of Arts and Sciences, professor i materialevidenskab og teknik og biomedicinsk teknik ved McCormick School of Engineering, og associeret direktør for International Institute for Nanotechnology. Han ledede undersøgelsen sammen med David Jenkins, lektor i kemi ved University of Tennessee, Knoxville.

Efter at levende-celle-billeddannelse blev mulig i det tidlige 20. århundrede, det revolutionerede biologiens område. For første gang, videnskabsmænd kunne se levende celler, mens de aktivt udviklede sig, migrerede og udførte vitale funktioner. Før, forskere kunne kun studere døde, faste celler. Det teknologiske spring gav kritisk indsigt i cellers og vævs natur og adfærd.

"Vi tror, ​​at LPTEM kunne gøre for nanovidenskab, hvad levende-celle lysmikroskopi har gjort for biologi, " sagde Gianneschi.

LPTEM giver forskere mulighed for at blande komponenter og udføre kemiske reaktioner, mens de ser dem udfolde sig under et transmissionselektronmikroskop.

I dette arbejde, Gianneschi, Jenkins og deres hold studerede metal-organiske nanorør (MONT'er). En underklasse af metal-organiske rammer, MONT'er har et stort potentiale for brug som nanotråde i elektroniske minienheder, nanoskala lasere, halvledere og sensorer til påvisning af cancerbiomarkører og viruspartikler. MONT, imidlertid, er lidt udforsket, fordi nøglen til at frigøre deres potentiale ligger i at forstå, hvordan de er dannet.

For første gang, Northwestern og University of Tennessee-holdet så MONT'er dannes med LPTEM og foretog de første målinger af endelige bundter af MONT'er på nanometerskalaen.