استخدام الجرافين سائل الخلية مجهر إلكتروني لدراسة في الموقع النقش نانوكريستال

الهدف العام من هذا الإجراء هو تغليف جيوب صغيرة من السائل بين صفائح الجرافين لتصوير المواد النانوية باستخدام المجهر الإلكتروني للإرسال ، أو TEM. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال المواد النانوية ، مثل نمو البلورات النانوية ونقشها بدقة مكانية عالية للفحص المجهري الإلكتروني. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي قدرة المجموعات البحثية على إجراء تجارب TEM للخلايا السائلة باستخدام حامل موجود بتكاليف بدء تشغيل منخفضة ودقة مكانية عالية.

بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه الطريقة ، لأن التعامل مع شبكات TM المطلية بالجرافين أمر صعب ويتطلب الكثير من الممارسة. للبدء ، قم بقص قطعة من الجرافين المصنوع مسبقا على النحاس ، والتي تناسب حوالي ستة إلى ثمانية شبكات TEM. بعد تنظيف الجرافين كما هو مفصل في بروتوكول النص ، قم بتنعيم الجرافين على قطعة نحاسية لإزالة أي تجاعيد مجهرية.

للقيام بذلك ، خذ شريحتين زجاجيتين نظيفتين وضع منديلا مطويا على الشريحة الزجاجية السفلية. في الجزء العلوي من المنديل ، ضع الجرافين على قطعة نحاسية. أخيرا ، ضع الشريحة الزجاجية الثانية في الأعلى.

اضغط لأسفل على الشريحة العلوية ، وقم بتنعيم أي تجاعيد في الجرافين على قطعة نحاسية تدريجيا. قلل من عدد الطيات في الأنسجة وكرر عملية الضغط. استمر في العملية حتى الضغط النهائي بين الشريحتين الزجاجيتين بدون مسح المناديل.

ضع شبكات TEM على الجرافين على قطعة نحاسية عن طريق وضع شبكات TEM الداعمة لرقائق الكربون غير المتبلورة أولا على الجرافين مع الكربون غير المتبلور الملامس للجرافين. ضع بضع قطرات من الأيزوبروبانول على الشبكات. اترك الشبكات تجف لأكثر من ساعتين للتأكد من ربط الشبكات بشكل صحيح.

تعمل عملية التجفيف هذه على اتصال الكربون غير المتبلور بشكل أفضل مع الجرافين. بعد ذلك ، قم بحفر النحاس باستخدام محلول بيرسلفات الصوديوم. باستخدام الملقط ، ضع الجرافين بحذر على قطعة نحاسية على محلول بيرسلفات الصوديوم مع الجانب النحاسي لأسفل.

دع القطعة تطفو على الجزء العلوي من محلول بيرسلفات الصوديوم. حافظ على المحلول مع شبكات مطلية بالجرافين طوال الليل. لاحظ أن المحلول سيصبح أزرق اللون مثل حفر النحاس ولن يكون هناك نحاس مرئي خلف لوح الجرافين عند انتهاء الحفر.

اغسل الشبكات لتنظيف بيرسلفات الصوديوم عن طريق إزالة الشبكات العائمة من المحلول ووضعها فوق الماء النظيف منزوع الأيونات في طبق بتري ثان. كرر هذه العملية ثلاث مرات لإزالة جميع بقايا بيرسلفات الصوديوم من الشبكات المطلية بالجرافين. التقط الشبكات بالملاقط.

ضع الشبكات ، بحيث يكون جانب الجرافين لأعلى على ورق ترشيح واتركها تجف. خذ شبكتين من TEM المطلي بالجرافين وضعهما على جانب الجرافين لأعلى على شريحة زجاجية. باستخدام شفرة مشرط جراحية صغيرة ، قم بقطع حافة إحدى شبكات TEM المطلية بالجرافين ، ما يقرب من ربع إلى ثمن مساحة الشبكة.

بعد ذلك ، ضع ما يقرب من 0.5 ميكرولتر من قطرة من المحلول ليتم تغليفها على شبكة TEM المطلية بالجرافين غير المقطوعة. استخدم الملقط لتثبيت حافة شبكة TEM لأسفل أثناء وضع القطرة حتى لا تلتقط القوى الشعرية شبكة TEM. من الأهمية بمكان وضع القطرة في وسط شبكة TEM ، ويفضل أن تكون قطرة صغيرة قدر الإمكان.

إذا تم تصنيع شبكات TEM بشكل صحيح ، فسيشكل السائل شكلا يشبه الخرزة على سطح الجرافين الكارهة للماء. ضع شبكة TEM المطلية بالجرافين بسرعة وبعناية مع الزاوية المقطوعة أعلى القطرة. الهدف هو جعل الشبكة الثانية تستقر فوق الشبكة الأولى دون ضغط أي سائل.

انتظر خمس دقائق للسماح لجيوب الخلايا السائلة بالجرافين. يتطلب وضع شبكة TEM الثانية أعلى قطرة السائل تحكما يدويا دقيقا. عادة ما يكون من الأفضل وضع حافة الشبكة العلوية لأسفل أولا ثم إزالة الملقط تدريجيا.

ضع خلية سائل الجرافين في حامل إمالة أحادي TEM تقليدي. قم بتحميل حامل TEM في عمود TEM. بعد تحضير TEM كما هو موضح في بروتوكول النص ، ابدأ في البحث عن الجسيمات النانوية في الجيوب السائلة مع الحفاظ على معدل الجرعة منخفضا.

عندما يتم العثور على جسيم نانوي في جيب سائل ، قم بضبط التركيز على الجسيمات النانوية مع الحفاظ على معدل جرعة منخفض. استخدم منحنى المعايرة لضبط تيار عدسة المكثف لمعدل الجرعة المطلوب. ابدأ في جمع سلسلة زمنية من صور TEM مع البيانات الوصفية لمعدل الجرعة والطوابع الزمنية المضمنة في ملف الصورة.

يمكن تقسيم فيديو TEM لنقش البلورات النانوية إلى كل إطار من الإطارات الفردية. لكل إطار ، يمكن تحديد البلورة النانوية باستخدام برنامج تحليل الصور. من المخطط التفصيلي ، يمكن تحديد المحور الرئيسي والثانوي للقضيب النانوي.

يمكن قطع المخطط ثنائي الأبعاد على طول المحور الرئيسي. يمكن استخدام كل من هذه الخطوط العريضة الجديدة لنصف القضيب النانوي لإعادة بناء الشكل ثلاثي الأبعاد عن طريق تدوير المخطط التفصيلي حول المحور الرئيسي. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تصنيع خلايا الجرافين السائلة لتصوير المواد النانوية باستخدام المجهر الإلكتروني.

على الرغم من أنه يمكن تطبيق هذه الطريقة على المواد النانوية ، إلا أنه يمكن استخدامها أيضا لدراسة المواد اللينة أو المواد البيولوجية في بيئتها السائلة الأصلية.