Een team van onderzoekers van de University of California, Berkeley en het Lawrence Berkeley National Laboratory heeft een nieuwe technologie ontwikkeld die inzicht geeft in hoe nanomaterialen ontstaan ​​en groeien. De technologie, genaamd "in situ liquid cell transmissie-elektronenmicroscopie (TEM)", stelt onderzoekers in staat de groei van nanomaterialen in realtime en op atomair niveau te observeren.

Dit is een aanzienlijke vooruitgang, omdat het voorheen moeilijk was om de groei van nanomaterialen in realtime te bestuderen. Traditionele TEM-technieken vereisen dat monsters worden gedroogd en op een rooster worden geplaatst, wat hun structuur en eigenschappen kan veranderen. In situ vloeibare cel-TEM stelt onderzoekers daarentegen in staat nanomaterialen in hun oorspronkelijke vloeibare omgeving te observeren, wat essentieel is voor het begrijpen van hun groeimechanismen.

De onderzoekers gebruikten in situ vloeibare cellen TEM om de groei van gouden nanodeeltjes te bestuderen. Ze merkten op dat de nanodeeltjes groeiden door een proces dat 'Ostwald-rijping' wordt genoemd, waarbij kleinere nanodeeltjes oplossen en zich opnieuw afzetten op grotere nanodeeltjes. Dit proces resulteert in de vorming van grotere, uniformere nanodeeltjes.

De onderzoekers merkten ook op dat de groei van gouden nanodeeltjes werd beïnvloed door de aanwezigheid van onzuiverheden in de oplossing. Zo vertraagde de aanwezigheid van chloride-ionen de groei van de nanodeeltjes, terwijl de aanwezigheid van sulfaationen hun groei versnelde.

Het vermogen om de groei van nanomaterialen in realtime en op atomair niveau waar te nemen, biedt waardevolle inzichten in de mechanismen waarmee deze materialen worden gevormd en groeien. Deze informatie kan worden gebruikt om nieuwe nanomaterialen met gewenste eigenschappen te ontwerpen voor een verscheidenheid aan toepassingen, zoals katalyse, energieopslag en biogeneeskunde.

De bevindingen van het onderzoeksteam werden gepubliceerd in het tijdschrift Nature Materials.