مطالعه نواقص ساختاری نانوذرات با استفاده از TEM

محققان آمریکایی روشی برای مطالعه نواقص سطح نانوذرات یافته‌اند؛ تصور بر این است
که این نواقص برای فعالیت کاتالیزوری بسیار مهم هستند.

نانوذرات فلزی در بسیاری از فعالیت‌های کاتالیزوری، از جمله مبدل‌های مورد استفاده
در خودرو اهمیت به سزایی دارند. برای توسعه این کاتالیزورها باید بدانیم در سطح
اتمی آنها چه اتفاقی می‌افتد. میگل خوزه یاکامن و همکارانش در دانشگاه تگزاس در
اوستین دریافته‌اند که با استفاده از روش‌های میکروسکوپی و مدلسازی رایانه‌ای می‌توانند
نسبت به قبل، جزئیات بسیار بیشتری از نواقص سطح نانوذرات به دست آورند.

در این روش از TEM تصحیح شده عدم انطباق کانونی، که از یک نرم‌افزار برای تصحیح
اعوجاج‌های ایجاد شده توسط لنز میکروسکوپ بهره می‌برد، استفاده می‌شود. این کار
امکان تصویربرداری از اتم‌ها در شرایط غیرمعمول (مثلاً در نواقص سطحی) را فراهم می
آورد که با استفاده از TEM معمولی امکان‌پذیر نیست.

این گروه پژوهشی از روش خود برای مطالعه نانوذره طلا-پالادیوم استفاده کرده و
مشاهده نمودند که نه تنها این نانوذره یک تک‌بلور است، بلکه از سه لایه کروی مجزا
با نسبت‌های متفاوت از این دو فلز تشکیل شده است. آنها همچنین دانسیته الکترونی را
در طول محورهای مختلف اطراف این نانوذره به دست آوردند. این پژوهشگران با مقایسه
این داده‌ها با مدلسازی رایانه‌ای دریافتند که این نانوذره دارای پستی و بلندی،
گوشه، و پیچ و تاب روی سطح خود می‌باشد. خوزه می‌گوید مطالعات آنها نشان می‌دهد که
«سطح این ذره در مقیاس اتمی نسبتاً ناهموار است». او می‌افزاید به احتمال زیاد سطح
پله‌ای این ذره نقش بسیار مهمی در فعالیت کاتالیزوری آن ایفا می‌کند.

دیوید کوکاین استاد شیمی مواد در دانشگاه آکسفورد انگلیس درباره این پژوهش بسیار
هیجان‌زده شده و می‌گوید : «این کار قابلیت بسیار بالای TEM تصحیح شده عدم انطباق
کانونی را برای مطالعه ساختارهای نانوماده‌ای پیچیده و از نظر فنی، مهم را نشان
می‌دهد».

لوئیس لیز مارتین، متخصص نانوذرات از دانشگاه ویگو در اسپانیا این نظر را تأیید
کرده و می‌گوید: «این کار یک پیشرفت عمده در زمینه استفاده از میکروسکوپی الکترونی
برای مطالعه نانوذرات به شمار می‌آید».