Новости химической науки > Графен позволяет взглянуть на жидкость через микроскоп

Перечень необычных способов применения материала пополнился еще одной позицией – исследователи из США и Южной Кореи продемонстрировали, что мембраны из одноатомного углеродного слоя может использоваться как покровное стекло для электронного микроскопа, что позволяет сделать практически невозможное – следить за процессами, протекающими в жидкости, с атомным разрешением.

Графеновое покровное стекло позволяет наблюдать за процессами, протекающими в жидкости. (Рисунок из Science, 2012, 336, 61)

Целью исследователей было изучение образования нанокристаллов платины из раствора Алекс Цеттль (Alex Zettl) отмечает, что изучение образования кристаллов в атомном разрешении позволяет понимать и, таким образом, управлять ростом. Однако получение информации о процессах, протекающих в жидкой фазе, с хорошим разрешением с помощью просвечивающей электронной микроскопии осложняется тем, что в камере просвечивающего электронного микроскопа необходимо создание высокого вакуума, и для наблюдения за жидкостью необходимо помещать образец жидкости в запаянную ячейку. «Окна» в такой ячейке могут быть изготовлены из нитрида или оксида кремния, однако эти материалы должны иметь относительно большую толщину, что приводит к искажению картины и понижению разрешения.

Исследователи из группы Цеттля предположили, что хорошим материалом для окна ячейки просвечивающего электронного микроскопа может быть графен, который, отличаясь гибкостью и прочностью, представляет собой одноатомный слой из атомов углерода, и, поэтому должен быть проницаемым для пучка электронов.

Исследователи получили два слоя графена, между которыми поместили раствор, содержащий ионы платины, получив своеобразный графеновый блистер, содержащий раствор. В микроскопе пучок электронов восстанавливает ионы платины, в результате чего образуются нанокристаллы. Такой подход позволил наблюдать за ростом нанокристаллов платины в беспрецедентных деталях. По словам Цеттля можно наблюдать образование активных граней и слияние кристаллов небольшого размера в более крупные кристаллы. В настоящее время для образования нанокристаллов уже было предложено большое количество моделей, которые в настоящее время могут быть скорректированы за счет непосредственного наблюдения. Как говорит Цеттль – одно дело – видеть уже построенный древнеегипетский храм и гадать, в каком порядке строители устанавливали камень за камнем, а другое дело – наблюдать за этим процессом в режиме реального времени. Возможно, что новая методика может быть применима к большому числу жидкофазных систем – практически к любой реакции, которая протекает в растворах.

Источник: Science, 2012, 336, 61 (DOI: 10.1126/science.1217654)

метки статьи: #аналитическая химия, #нанотехнологии, #физическая химия