用石墨烯液细胞透射电镜研究原位纳米晶蚀刻

该程序的总体目标是将小液体袋封装在石墨烯片之间，以便使用透射电子显微镜或 TEM 对纳米材料进行成像。这种方法可以帮助回答纳米材料领域的关键问题，例如纳米晶体的生长和蚀刻，具有电子显微镜的高空间分辨率。该技术的主要优点是研究小组能够使用现有的支架进行液池 TEM 实验，启动成本低，空间分辨率高。

一般来说，刚接触这种方法的人会很挣扎，因为处理石墨烯涂层的 TM 网格很困难并且需要大量的练习。首先，在铜上切出一块大约 2 平方厘米的预制石墨烯，它适合大约 6 到 8 个 TEM 网格。按照文本协议中的详细说明清洁石墨烯后，将铜片上的石墨烯抹平以去除任何微小的皱纹。

为此，取两张干净的载玻片，将折叠的抹布放在底部的载玻片上。在抹布的顶部，将石墨烯放在铜片上。最后，将第二个载玻片放在顶部。

按下顶部载玻片，逐渐抚平铜片上石墨烯中的任何皱纹。减少组织中的折叠次数并重复压制过程。继续该过程，直到在两个载玻片之间进行最后一次压制，没有组织擦拭。

首先将有孔的无定形碳支撑箔 TEM 网格放在石墨烯上，使无定形碳与石墨烯接触，将 TEM 网格放在石墨烯上。将几滴异丙醇放在网格上。让网格干燥两个多小时，以确保网格正确粘合。

这种干燥过程使有孔的无定形碳与石墨烯更好地接触。接下来，使用过硫酸钠溶液蚀刻铜。使用镊子小心地将石墨烯放在过硫酸钠溶液上的铜片上，铜面朝下。

让碎片漂浮在过硫酸钠溶液的顶部。将带有石墨烯涂层网格的溶液放置过夜。请注意，随着铜的蚀刻，溶液会变成蓝色，当蚀刻完成后，石墨烯片后面不会有可见的铜。

从溶液中去除漂浮的网格，然后将它们放在第二个培养皿中干净的去离子水上，清洗网格以清除过硫酸钠。重复此过程 3 次，以去除石墨烯涂层网格中的所有过硫酸钠残留物。用镊子捡起网格。

将网格，石墨烯面朝上放在滤纸上，让它们干燥。取两个涂有石墨烯的 TEM 网格，将它们石墨烯面朝上放在载玻片上。使用小手术手术刀刀片，切掉石墨烯涂层的 TEM 网格之一的边缘，大约是网格面积的四分之一到八分之一。

接下来，将大约 0.5 微升要封装的溶液滴放在未切割的石墨烯涂层 TEM 网格上。在放置液滴时，使用镊子按住 TEM 网格的边缘，以便毛细管力不会拾取 TEM 网格。将液滴放在 TEM 网格的中心至关重要，最好是尽可能小的液滴。

如果 TEM 网格制作正确，液体将在疏水性石墨烯表面形成珠状形状。快速、小心地将涂有石墨烯的 TEM 网格放在液滴顶部。目标是让第二个网格停在第一个网格的顶部，而不会挤出液体。

等待 5 分钟，让石墨烯液细胞袋形成。将第二个 TEM 网格放在液滴顶部需要小心的手动控制。通常，最好先将顶部网格的边缘放下，然后逐渐取下镊子。

将石墨烯液体池放入传统的 TEM 单倾斜支架中。将 TEM 支架加载到 TEM 柱中。按照文本方案中的说明准备 TEM 后，开始在液体口袋中寻找纳米颗粒，同时保持低剂量率。

当在液体袋中发现纳米颗粒时，在保持低剂量率的同时微调对纳米颗粒的关注。使用校准曲线将聚光镜电流设置为所需的剂量率。开始收集 TEM 图像的时间序列，并在图像文件中嵌入了剂量率和时间戳的元数据。

纳米晶体蚀刻的 TEM 视频可以分解为每一帧。对于每一帧，可以使用图像分析软件勾勒出纳米晶体的轮廓。从轮廓中，可以确定纳米棒的长轴和短轴。

二维轮廓可以沿长轴切割。纳米棒一半的这些新轮廓中的每一个都可用于通过围绕长轴旋转轮廓来重建三维形状。观看此视频后，您应该对如何使用电子显微镜制造用于纳米材料成像的石墨烯液体池有很好的了解。

虽然这种方法可以应用于纳米材料，但它也可用于研究天然液体环境中的软材料或生物材料。