Nyt værktøj hjælper nanoroder med at skille sig ud

Rice University forskere har udviklet et let og overkommeligt værktøj til at tælle og karakterisere nanopartikler.

Rice labs af kemikere Christy Landes og Stephan Link oprettede et open source-program kaldet SEMseg for at erhverve data om nanopartikler, objekter mindre end 100 nanometer, fra scanningselektronmikroskop (SEM) billeder, der ellers er svære, hvis ikke umulige at analysere.

Partiklernes størrelse og form påvirker, hvor godt de fungerer i optoelektroniske enheder, katalysatorer og sanseapplikationer som overfladeforbedret Raman-spektroskopi.

SEMseg er beskrevet i en undersøgelse ledet af Landes og Rice -kandidatstuderende Rashad Baiyasi i American Chemical Society's Journal of Physical Chemistry A .

Programmet kan downloades fra GitHub på https://github.com/LandesLab?tab=repositories.

SEMseg - til SEM -segmentering - udspringer af teamets undersøgelse i Science sidste år, der viste, hvordan proteiner kan bruges til at skubbe nanoroder ind i chirale forsamlinger. "Dette arbejde var et resultat af det, "Landes sagde." Vi indså, at der ikke var nogen god måde at kvantitativt analysere SEM -billeder. "

Tælling og karakterisering af individuelle eller samlede nanoroder sker normalt med komplekse og dyre transmissionselektronmikroskoper (TEM), manuel måling, der er tilbøjelig til menneskelig skævhed eller programmer, der ikke skelner mellem partikler, medmindre de er langt fra hinanden. SEMseg udtrækker pixel-niveau data fra lav kontrast, lavopløselige SEM-billeder og rekombinerer det til skarpe billeder.

SEMseg kan hurtigt skelne individuelle nanoroder i tætpakkede samlinger og aggregater for at bestemme størrelsen og orienteringen af ​​hver partikel og størrelsen af ​​huller mellem dem. Det giver mulighed for en mere effektiv statistisk analyse af aggregater.

"I løbet af få minutter, SEMseg kan karakterisere nanopartikler i store datasæt, der ville tage timer at måle manuelt, "Sagde Baiyasi.

Segmentering af nanopartikler, han sagde, refererer til isolering og karakterisering af hver bestanddel i et aggregat. Isolering af de indbyggede nanopartikler lader forskere analysere og karakterisere aggregaters heterogene struktur.

Baiyasi sagde, at SEMseg kan tilpasses andre billeddannelsesteknikker som atomkraftmikroskopi og kan udvides til andre nanopartikelformer, som terninger eller trekanter.