Wetenschappers van de Sensitive Instrument Facility van het Ames Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy bereikten realtime monitoring van atoomherschikkingen met behulp van aberratie-gecorrigeerde scanning transmissie-elektronenmicroscopie tijdens de synthese van intermetallische nanodeeltjes (iNP's).

In samenwerking met Wenyu Huang, een universitair hoofddocent bij de afdeling Scheikunde aan de Iowa State University en een wetenschapper bij Ames Laboratory, ze onderzochten nanodeeltjes gemaakt van een platina-tinlegering. Deze unieke iNP's hebben toepassingen in energie-efficiënte brandstofconversie en biobrandstofproductie, en zijn een van de aandachtspunten van de onderzoeksgroep van Huang.

"Bij de vorming van deze materialen, er ontbrak veel informatie in het midden die voor ons nuttig is voor optimale afstemming van katalytische eigenschappen", aldus Huang.

Door de beweging van metaalatomen van platina en tin te volgen tijdens de vorming van iNP's met behulp van geavanceerde microscopie bij hoge temperatuur, tussenfasen werden ontdekt met hun eigen unieke reeks katalytische eigenschappen.

"Conventionele materiaalsynthese richt zich op het begin en het einde van een reactie, zonder veel begrip van de weg. Waarneming op atoomniveau van het legeringsproces leidde tot de ontdekking van de reactieroute, " zei Lin Zhou, een wetenschapper in de afdeling Materials Sciences and Engineering van Ames Laboratory. "Toen we eenmaal tussenliggende toestanden kenden, we konden de reactie om op dat moment te 'stoppen' beheersen. Dat opent een nieuwe manier om onze ontdekking van nieuwe materialen te voorspellen en te controleren."

Het onderzoek wordt verder besproken in de paper, "Naar fase- en katalysecontrole:het volgen van de vorming van intermetallische nanodeeltjes op atoomschaal."