science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Atomaire structuur van nanodeeltjes onder controle gebracht

Afbeelding:Professor Richard E Palmer / Universiteit van Birmingham

Nanotechnologen zijn controlefreaks. Ze willen de eigenschappen van materialen benutten op het ultieme niveau - de atomen.

Stel je daarom de frustratie voor wanneer je een machine van bijna een miljoen dollar bouwt om bundels nanodeeltjes te maken, elk met een nauwkeurig gekozen aantal atomen, 923 zeggen (een "magisch getal"), en dan ontdek je dat je minstens drie verschillende atomaire architecturen tegelijk hebt gemaakt, zoals drie smaken ijs. Je wilt een manier vinden om alle smaken in één te transformeren.

Wang en Palmer aan de Universiteit van Birmingham, VK, ( Fysieke beoordelingsbrieven 108 245502, 2012) hebben een oplossing voor de uitdaging gevonden.

Ze gebruiken de superfijne bundel in de aberratie-gecorrigeerde elektronenmicroscoop eerst om de verschillende driedimensionale atomaire rangschikkingen te onthullen - de "isomeren" van hun gouden nanoclusters - en dan, door langdurige verlichting met de elektronenstraal, ze drijven de deeltjes één voor één naar hun meest stabiele, evenwichtsstructuren.

Het resultaat is een gepersonaliseerde video voor elk deeltje, toont de atomen op weg naar hun atomaire bestemmingen - stabiele configuraties zoals de decaëder.

Naast het bevredigen van het verlangen naar controle, de resultaten bieden een nieuwe referentie voor computationele modellen van nanostructuurdynamica, tot op de atoomschaal.