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Un proceso de libro de texto llamado «maduración de Ostwald», llamado así por el químico Wilhelm Ostwald, ganador del Premio Nobel, ha determinado durante décadas el diseño de nuevos materiales como las nanopartículas. Estos son materiales diminutos que parecen tan pequeños que no se pueden ver a simple vista.
![Los investigadores observan la maduración de las nanopartículas en solución con una resolución sin precedentes.](https://www.azonano.com/images/news/ImageForNews_39468_16589256988121279.gif)
De acuerdo con esta teoría, las partículas pequeñas se disuelven y luego se vuelven a depositar en la superficie de las partículas gigantes, y las partículas grandes siguen creciendo hasta que todas las partículas pequeñas se han disuelto.
Pero ahora, nuevas imágenes de video capturadas por investigadores del Laboratorio de Berkeley revelan que el crecimiento de nanopartículas no fue impulsado por diferencias de tamaño, sino por errores.
Los científicos informaron recientemente sus resultados en el comunicación de la naturaleza Diario.
Ese es un gran hito. Estamos reescribiendo la química de los libros de texto, y eso es muy emocionante..
Haimei Zheng, autor principal del estudio y profesor adjunto, ciencia e ingeniería de materiales, Universidad de California, Berkeley
Zheng también es científico sénior en la División de Ciencia de Materiales en Berkeley Lab.
Para el estudio, los científicos suspendieron una solución de nanopartículas de sulfuro de cadmio (CdS) con cloruro de hidrógeno (HCl) y cloruro de cadmio (CdCl).2) en un portamuestras líquido personalizado.
Los científicos descubrieron la solución usando un haz de electrones para crear Cd-CdCl2 Nanopartículas de núcleo y cubierta (CSNP): que parecían un disco hexagonal plano con cloruro de cadmio formando la cubierta y átomos de cadmio formando el núcleo.
Usando una nueva técnica conocida como microscopía electrónica de transmisión de celda líquida de alta resolución (LC-TEM) en Molecular Foundry, los científicos grabaron videos LC-TEM a escala atómica en tiempo real de Cd-CdCl2 CSNP madurando en solución.
En uno de los experimentos, un video LC-TEM muestra un pequeño Cd-CdCl2 Mezcla de nanopartículas de núcleo y cubierta con un Cd-CdCl gigante2 CSNP para evolucionar un Cd-CdCl más grande2 CSNP. Pero la dirección del crecimiento no estuvo determinada por una variación de tamaño, sino por un defecto de grieta en el caparazón del CSNP inicialmente más grande.
El resultado fue muy inesperado, pero estamos muy contentos con los resultados..
Qiubo Zhang, primer autor del estudio e investigador postdoctoral, Departamento de Ciencia de los Materiales, Universidad de California, Berkeley
Los científicos afirman que su trabajo es el video LC-TEM de mayor resolución jamás grabado. El avance, el seguimiento de cómo maduran las nanopartículas en solución en tiempo real, fue posible gracias a una «célula líquida» ultradelgada y diseñada a medida que contiene una pequeña cantidad de líquido entre dos membranas de película de carbono en una rejilla de cobre.
Los científicos observaron la muestra líquida a través de ThemIS, un microscopio electrónico especial en Molecular Foundry que tiene el potencial de registrar variaciones a escala atómica en líquidos a velocidades de 40 a 400 cuadros por segundo. El entorno de alto vacío del microscopio ayuda a mantener intacta la muestra líquida.
Nuestro estudio llena el vacío de las transformaciones de nanomateriales que la teoría tradicional no puede predecir. Espero que nuestro trabajo inspire a otros a pensar en nuevas reglas para diseñar nanomateriales funcionales para nuevas aplicaciones..
Haimei Zheng, autor principal del estudio y profesor adjunto, ciencia e ingeniería de materiales, Universidad de California, Berkeley
Zheng fue pionero en LC-TEM en Berkeley Lab en 2009 y también es un experto líder en el campo.
Referencia de la revista:
zhang q y otros. (2022) Maduración mediada por defectos de nanoestructuras de núcleo y cubierta. comunicación de la naturaleza. doi.org/10.1038/s41467-022-29847-8.
Fuente: https://www.lbl.gov/
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