محققان گروه انرژی در آزمایشگاه ملی آرگون برای اولین بار موفق به مشاهدهی زنده‌ی رشد نانوذرات شدند . با این کار می‌توان درک بهتری درباره‌ی مراحل ابتدایی تشکیل نانوذرات به‌دست آورد و در نهایت عملکرد نانومواد را برای کاربردهای مختلف از جمله پیل‌های خورشیدی و حسگرها بهینه کرد.
مشاهدهی لحظه‌ی تولد نانوذرات با اشعه‌ی ایکس
محققان گروه انرژی در آزمایشگاه ملی آرگون با همکاری مؤسسه‌ی کارنگی واشنگتن برای اولین بار موفق به مشاهدهی زنده‌ی رشد نانوذرات شدند . با این کار می‌توان درک بهتری درباره‌ی مراحل ابتدایی تشکیل نانوذرات به‌دست آورد و در نهایت عملکرد نانومواد را برای کاربردهای مختلف از جمله پیل‌های خورشیدی و حسگرها بهینه کرد.
یوگانگ سان، شیمی‌دان آزمایشگاه ملی آرگون و محقق اصلی این پروژه، می‌گوید که رشد نانوبلورها اساس فناوری نانو محسوب می‌شود؛ بنابراین درک بهتر ساز و کار تولید این مواد به دانشمندان کمک می‌کند تا ویژگی‌های جالب نانوبلورها را به هم پیوند بزنند. رفتار و ظاهر نانوذرات بستگی به ساختار آنها (اندازه، شکل و شیمی سطح) دارد. این شاخص‌‌ها نیز وابستگی زیادی به شرایطی دارد که نانوذره در آن رشد می‌کنند.
سان می‌گوید:«کنترل دقیق نانوذرات بسیار دشوار است. تولید نانوذرات شبیه به هم در دو خط تولید متفاوت کار سختی است و ما هنوز همه‌ی شرایط مربوط به تولید نانوذره را نمی‌دانیم. دما، فشار، رطوبت و ناخالصی روی فرایند رشد تأثیر می‌گذارد؛ اما ما همچنان شاخص‌های مؤثر بیشتری را کشف می‌کنیم.»
پی‌بردن به چگونگی رشد نانوذرات، مستلزم مشاهدهی این فرایند است که این کار نیز معمولاً با میکروسکوپ الکترونی انجام می‌شود؛ اما مشکل اینجاست که برای مشاهدهی ذرات در مقیاس اتمی نیاز به خلأ است؛ در حالی که بیشتر نانوبلورها در محیط مایع رشد می‌کنند که خلأ بزرگ‌ترین مانع در این راه است؛ البته می‌توان از سلول‌های بسیار کوچک استفاده کرد که قادرند مقادیر بسیار کمی از محلول را درون خود جای دهند و این محلول درون میکروسکوپ الکترونی بررسی می‌شود؛ اما این روش محققان را محدود به یک لایه با ضخامت ۱۰۰ نانومتر می‌کند که با شرایط واقعی سنتز نانوذرات بسیار متفاوت است.
برای حل این مشکل سان و همکارانش از تابش اشعه‌ی ایکس با انرژی بالا استفاده کردند. الگوی پراش اشعه‌ی ایکس از نمونه‌ها، محققان را قادر می‌سازد تا مراحل ابتدایی رشد نانوبلورها را ثانیه به ثانیه بازسازی کنند. این روش گنجینه‌ی اطلاعاتی را درباره‌ی مراحل اولیه‌ی رشد نانوبلور به‌خصوص بخش هسته‌زایی در اختیار محققان قرار می‌دهد که تاکنون به دست نیامده بود.
شدت تابش اشعه‌ی ایکس روی رشد نانوبلورها تأثیرگذار است؛ اما این اثر تنها زمانی که تابش طولانی‌مدت باشد به وجود می‌آید. سان معتقد است که با این روش تصویر شفافی از فرایند رشد به دست آمده که این موجب کنترل بهتر نمونه و اخذ نتیجه‌ی بهتر است.
