الكشف عن العمليات الدينامية للمواد السائلة في السوائل عن طريق انتقال الإلكترون المجهري الخليوي

الهدف من التجربة التالية هو دراسة العمليات الديناميكية للمواد في السوائل في الوقت الفعلي بدقة مكانية عالية باستخدام المجهر الإلكتروني الناقل. يتم تحقيق ذلك عن طريق التصنيع الدقيق الأول لخلية سائلة من رقائق السيليكون الرقيقة للغاية. كخطوة ثانية ، قم بحقن 100 نانولتر من محلول التفاعل في خزان الخلية باستخدام حقنة وأنابيب تفلون نانوية.

ثم أغلق الخلية السائلة بغطاء. بعد ذلك ، قم بتحميل الخلية السائلة في حامل عينة TEM كعينة TEM قياسية وأدخل حامل العينة في المجهر لتجارب TEM في الموقع. تظهر هذه العملية النمو الديناميكي للجسيمات النانوية في السوائل مثل تكوين ثلاثة أسلاك نانوية من الحديد البلاتيني باستخدام التصوير في الوقت الفعلي بدقة النانومتر الفرعي.

الميزة الرئيسية لتقنية الخلية السائلة القائمة بذاتها هي أنه يمكن الحفاظ على طبقة سائلة رقيقة في نافذة العرض لفترة كافية للسماح بحدوث تفاعل كيميائي ممتد. يمكن لهذه الطريقة أن تلقي الضوء على الجوانب الرئيسية لعلوم المواد والكيمياء الفيزيائية ، مثل ديناميكيات النمو والتحول للمواد في السوائل. يمكن أن توفر هذه الطريقة نظرة ثاقبة لآليات نمو وتجميع بلورات النانو.

يمكن استخدامه أيضا لتصوير المواد البيولوجية في بيئاتها الأصلية. بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه الطريقة لأنها تتطلب سلسلة من عمليات التصنيع لصنع الخلايا السائلة ، ويمثل تحديا للتعامل مع الخلايا السائلة الصغيرة للمعهد. تجارب TM.

لطالما كنت مفتونا بكيفية نمو الكريستال وتحوله على المستوى النانوي ، على وجه الخصوص. هناك الكثير من الألغاز لهذه العمليات التي تحدث في السوائل. فتحت طريقة الخلية السائلة الخاصة بنا مجالا كاملا للدراسة ليس فقط على نمو بلورات النانو الغروية ، ولكن أيضا مجموعة متنوعة من العمليات في السوائل التي تتطلب دقة مكانية وزمانية عالية.

سيكون إثبات هذا الإجراء اثنين من باحثي ما بعد الدكتوراه في مختبري. يتم التصنيع الدقيق للخلايا السائلة في غرفة نظيفة ، ويبدأ التصنيع الدقيق للخلايا السائلة باستخدام رقائق السيليكون الرقيقة جدا. يبلغ سمك هذه الرقائق 100 ميكرومتر ، ورقائق سيليكون من النوع النهائي أربع بوصات.

قم بإيداع 20 نانومتر من أغشية نيتريد السيليكون منخفضة الضغط على جانبي رقاقة السيليكون. نافذة عرض المصنع التالية في وسط الرقاقة السفلية. تحتوي الشريحة العلوية على خزانين جنبا إلى جنب مع رواسب نافذة العرض.

مساحات الإنديوم على الشريحة السفلية باستخدام مجهر ضوئي ، قم بمحاذاة نوافذ العرض للرقائق العلوية والسفلية وربطها معا. أولا ، قم بوزن 20 ملليغرام من البلاتين ، واثنين من أسيتات الأسيتيل ، و 20 ملليغرام من IN اثنين من الأسيتيل ثمانية. ثم يتم تحضير محلول تفاعل البلاتين والأيونات عن طريق الجمع بين البلاتين والأيون في مليلتر واحد من عقد بنتا وعلا بهدف نسبة سبعة إلى ثلاثة حجم إلى حجم.

بعد ذلك ، قم بتحميل محلول التفاعل في حقنة مجهزة بأنبوب نانو تفلون. ثم استخدم المحقنة لحقن حوالي 50 نانولترا من محلول التفاعل في خزان السائل. مع الحرص على عدم تلويث نافذة نقل الإلكترون ، يتم سحب محلول التفاعل إلى الخلية بقوة الشعيرات الدموية ويشكل طبقة سائلة تبلغ حوالي 100 نانومتر بين نافذتين لعرض نيتريد السيليكون.

استمر في الحقن لملء الخزان الآخر ب 50 نانولترا إضافيا من المحلول. قم بتغطية الخلية السائلة بشبكة نحاسية رقيقة TEM باستخدام الشحم المفرغ لإنشاء ختم محكم. ابدأ التصوير باستخدام المجهر الإلكتروني الناقل أو TEM عن طريق تحميل الخلية السائلة المحضرة في حامل عينة TEM.

بمجرد وضعها في حامل العينة ، أدخل الخلية السائلة في TEM. يظهر هنا A-J-E-O-L 30 10 TEM يعمل بقوة 300 كيلو فولت. مع وضع العينة في مكانها ، قم بضبط المجهر على حالة تصوير TEM مثالية عالية الدقة باستخدام كثافة تيار شعاع من واحد إلى ثمانية أضعاف 10 إلى خمسة أمبير لكل متر مربع.

يؤدي هذا إلى بدء تنوي ونمو الجسيمات النانوية في الطبقة السائلة ، وبدء المراقبة في الوقت الفعلي لديناميكيات الجسيمات النانوية باستخدام برامج الميكروغراف الرقمي الافتراضي وجاتان. بمجرد تعرضها لحزمة الإلكترون ، يحدث تنوي ونمو الجسيمات النانوية المصنوعة من ثلاثة مركبات حديد من البلاتين. تنمو الجسيمات النانوية إلى أربعة إلى خمسة نانومتر إما عن طريق ربط المونومر أو الاندماج بين الجسيمات النانوية الصغيرة.

في رد فعل بمرور الوقت ، يحدث ارتباط بالجسيمات النانوية الموجهة بالشكل وتتشكل الأسلاك النانوية. في هذه الحالة ، تم تغيير نمو الأسلاك النانوية المصنوعة من ثلاثة أسلاك حديد من البلاتين بواسطة المواد الخافضة للتوتر السطحي. عندما يضاف حمض الأوليك الخافض للتوتر السطحي الإضافي إلى محلول التفاعل ، ينتج عنه أسلاك نانوية أرق وأكثر استقامة من تلك الموجودة في مذيب من البنتو والدكان وأولي أمين.

الممكن أن تتحد الأسلاك النانوية الأقصر وتشكل أسلاك أطول بمجرد توصيلها ، تميل الأسلاك إلى الاستقامة بمرور الوقت. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر إغلاق خلية LI جيدا قبل تحميل العينة في المجهر بعد تطويرها. مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال علوم المواد والكيمياء لاستكشاف نمو البلورات وديناميكيات تحويل المواد في السوائل والمقياس النانوي.

لا تنس أن العمل مع الحلول التفاعلية يمكن أن يكون خطيرا. يجب دائما اتخاذ الاحتياطات. ارتد القفازات وارتد نظارات السلامة وارتد معطف المختبر أثناء إجراء تجاربك وتخلص من المواد الخاصة بك بشكل صحيح.