فیزیکدانان در آمریکا و کره جنوبی برای اولین بار موفق به تصویربرداری از رشد نانوبلورها در مقیاس اتمی شدند.
به گزارش “یک پارس” به نقل از ایسنا، تکنیک آنها شامل قراردادن این بلورها داخل یک سل مایع مرزبندیشده بوسیله صفحههای گرافنی و تصویربرداری از آنها با یک میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) است.
این تکنیک مراحل رشد غیرمنتظره و جدیدی را هنگامی که اتفاق میافتند، آشکار کرده است.
از این روش میتوان برای مطالعه نانومواد متعددی در محلول و حتی نمونههای زیستی در محیطهای مایع طبیعیشان استفاده کرد.
میکروسکوپ الکترونی عبوری که بجای نور با پرتوهای الکترونی کار میکند، در مقایسه با میکروسکوپ نوری، تصاویری با دقت بسیار بالا ایجاد میکند.
با این حال تصویربرداری از مایعها با یک TEM بسیار مشکل است، زیرا از آنجایی که این میکروسکوپ تحت شرایط خلاء کار میکند، این مایعها برای جلوگیری از تبخیرشدن باید در یک ماده جامد معمولا نیترید سیلیکون یا اکسید سیلیکون کپسوله شوند.
این کپسولها که به سلهای مایع معروف هستند، میتوانند غشاهایی که تا ۱۰۰ نانومتر ضخامت دارند، داشته باشند.
این ضخامت برای نفوذ موفقیتآمیز با استفاده از یک پرتوی الکترونی زیاد است و این بدین معنی است که اشیاء در بهترین حالت میتوانند با دقت حدود چند نانومتر تصویربرداری شوند.
اکنون «جانگون پارک» از دانشگاه کالیفرنیا و همکارانش از آزمایشگاه ملی «لورانس برکلی» و «KAIST» در کره جنوبی نشان دادهاند که بستههای ساخته شده بوسیله صفحههای گرافن را میتوان برای سلهای مایع بعنوان پنجرههایی استفاده کرد که در سرتاسر آنها دید وجود دارد.
این صفحههای نانومتری شفاف هستند، زیرا گرافن نازکترین مادهای است که تاکنون شناخته شده است و پرتوی الکترونی را از این میکروسکوپ پخش نکرده و به آن اجازه عبور میدهد.
گرافن همچنین بسیار مستحکم و نفوذناپذیر و از نظر شیمیایی واکنشناپذیر است، بنابراین میتواند نمونه در سل مایع را از الکترونهای پرانرژی در میکروسکوپ محافظت کند.
این محققان کپسولهای گرافنی را با محلولی حاوی نانوبلورهای پلاتین پر کردند و آنها را با استفاده از شکل تصحیح شدهای از TEM مطالعه کردند.
«پارک» میگوید: ما توانستیم رشد و هستهزایی ذرهای را با دقت بسیار بالا در مقیاس آنگسترومی یک دهم نانومتر مشاهده کنیم.
ما همچنین مراحل غیرمنتظره و جدیدی از رشد نانوبلورها را هنگام اتفاق افتادن، مشاهده کردیم. بطور ویژه چگونگی انعقاد نانوبلورهای معین بطور متناوب در طول همان جهت، چگونگی اصلاح شکل و تشکیل وجوه روی سطح آنها را با این روش مشاهده کردیم.
آزمایشهای میکروسکوپ الکترونی با استفاده از این سلهای مایع گرافنی را میتوان برای تصویربرداری از گستره وسیعی از نانومواد از قبیل نانوذرات، نانوساختارها و حتی نمونههای زیستی در مایع بکار برد.
این محققان، جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله «Science» منتشر کردهاند.
تکنولوژی