Nanocząstki w czasie rzeczywistym

Ostatnie badania przeprowadzone przez Argonne National Laboratory i Carnegie Institution pozwolą na znaczne udoskonalenie nanomateriałów. To z kolei przyczyni się do powstania lepszych ogniw słonecznych, czujników czy urządzeń do obrazowania medycznego.

Uczeni opracowali bowiem technikę umożliwiającą obserwowanie tworzenia się nanocząsteczek w czasie rzeczywistym. Wzrost nanokryształów to fundament nanotechnologii. Zrozumienie tego procesu pozwoli na precyzyjne dopasowywanie i tworzenie nanocząsteczek o fascynujących właściwościach - mówi Yugang Sun, chemik z Argonne. Wygląd i zachowanie się nanocząstek zależy od ich kształtu, wielkości, teksktury i właściwości chemicznych powierzchni. Te cech są kształtowane podczas wzrostu, dlatego też tak ważną rzeczą jest możliwość obserwowania nanokryształów podczas tworzenia się.

Dokładne kontrolowanie nanocząsteczek jest bardzo trudne. A jeszcze trudniejsze jest wyprodukowanie takich samych nanocząstek podczas dwóch procesów produkcyjnych, gdyż wciąż nie posiadamy zbyt wielu informacji o warunkach ich kształtowania się. Temperatura, ciśnienie, wilgotność, obecność zanieczyszczeń - wszystkie one mają wpływ na wzrost nanocząstek, a wciąż odkrywamy nowe czynniki - dodaje Sun.

Możliwość prowadzenia obserwacji jest konieczna do określenia wszystkich wspomniany czynników. Problem jednak w tym, że mikroskopia elektronowa, używana do obserwacji w skali nano, wymaga zastosowania próżni. A wiele nanokryształów rośnie w środowisku płynnym. Dotychczas możliwe było zastosowanie pewnych technik pozwalających na obserwację, jeśli grubość warstwy płynu nie przekraczała 100 nanometrów, jednak to technika bardzo niedoskonała, gdyż takie warunki odbiegają od warunków, w jakich rosną nanokryształy.

Teraz amerykańscy naukowcy wykorzystali bardzo intensywane promieniowanie X do obserwacji wzrostu kryształów. Co prawda promienie X wpływają na ten proces, jednak po długotrwałym naświetlaniu, a zatem jest wystarczająco dużo czasu, by bez obawy zakłócenia wzrostu przyjrzeć się, jak powstają nanokryształy.

Yugang Sun Argonne National Laboratory nanocząstki nanokryształy wzrost