Ny teknologi giver indsigt i, hvordan nanomaterialer dannes og vokser

Et team af forskere fra University of California, Berkeley og Lawrence Berkeley National Laboratory har udviklet en ny teknologi, der giver indsigt i, hvordan nanomaterialer dannes og vokser. Teknologien, kaldet "in situ flydende celletransmissionselektronmikroskopi (TEM)," giver forskere mulighed for at observere væksten af ​​nanomaterialer i realtid og på atomniveau.

Det er et markant fremskridt, da det tidligere har været svært at studere væksten af ​​nanomaterialer i realtid. Traditionelle TEM-teknikker kræver, at prøver tørres og placeres på et gitter, hvilket kan ændre deres struktur og egenskaber. In situ flydende celle TEM, på den anden side, giver forskere mulighed for at observere nanomaterialer i deres oprindelige flydende miljø, hvilket er afgørende for at forstå deres vækstmekanismer.

Forskerne brugte in situ flydende celle TEM til at studere væksten af ​​guld nanopartikler. De observerede, at nanopartiklerne voksede ved en proces kaldet "Ostwald-modning", hvor mindre nanopartikler opløses og genaflejres på større nanopartikler. Denne proces resulterer i dannelsen af ​​større, mere ensartede nanopartikler.

Forskerne observerede også, at væksten af ​​guldnanopartikler blev påvirket af tilstedeværelsen af ​​urenheder i opløsningen. For eksempel bremsede tilstedeværelsen af ​​chloridioner væksten af ​​nanopartiklerne, mens tilstedeværelsen af ​​sulfationer accelererede deres vækst.

Evnen til at observere væksten af ​​nanomaterialer i realtid og på atomniveau giver værdifuld indsigt i de mekanismer, hvormed disse materialer dannes og vokser. Denne information kan bruges til at designe nye nanomaterialer med ønskede egenskaber til en række forskellige anvendelser, såsom katalyse, energilagring og biomedicin.

Forskerholdets resultater blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Materials.