化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
移動端訪問更便捷
原位液相透射電鏡原子尺度揭示固-液界面動態(tài)傳質(zhì)過程
2022年07月21日 14:27:18
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：宋池 點(diǎn)擊量：4845
近日，廈門大學(xué)聯(lián)合美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室(LBL)的研究團(tuán)隊利用自主開發(fā)的10 nm高分辨原位液體池芯片及原位液相透射電鏡,，首次實(shí)現(xiàn)金屬固-液界面原子尺度可視化動態(tài)觀測,，揭示了水溶液中固-液界面相的一系列動態(tài)傳質(zhì)過程。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】近日,，廈門大學(xué)聯(lián)合美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室(LBL)的研究團(tuán)隊利用自主開發(fā)的10 nm高分辨原位液體池芯片及原位液相透射電鏡,，首次實(shí)現(xiàn)金屬固-液界面原子尺度可視化動態(tài)觀測，揭示了水溶液中固-液界面相的一系列動態(tài)傳質(zhì)過程,。研究成果發(fā)表于國際著名期刊Nature Communications ,。
材料表面與與其周圍的介質(zhì)環(huán)境存在許多相互作用力以及各種物理化學(xué)過程，因此材料的性質(zhì)與用途不僅由其組成成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定,，還與其表面性質(zhì)以及與環(huán)境介質(zhì)的關(guān)系密切,。其中固-液界面，特別是固體材料和水之間的界面在多相催化,、能量轉(zhuǎn)換,、腐蝕、傳感器以及生物領(lǐng)域等重要領(lǐng)域意義重大,。
界面的尺寸僅限于幾納米甚至更小,，其研究一般利用各類掃描探針顯微鏡進(jìn)行，包括原子力顯微鏡,、靜電力顯微鏡等,。然而現(xiàn)有的技術(shù)手段依然無法進(jìn)行高時/空分辨的可視化成像，從而對于固-液界面微觀真實(shí)結(jié)構(gòu)及動態(tài)演變進(jìn)行研究。
在這項(xiàng)研究中,，研究團(tuán)隊自主開發(fā)了10 nm高分辨原位液體池芯片,，利用原位液相透射電鏡觀察了金屬-水(In、Sn)界面結(jié)構(gòu),。原位液相透射顯微技術(shù)是通過制備封閉式液體腔室(liquid cell),，將液體與真空系統(tǒng)隔絕開從而有效實(shí)現(xiàn)液體環(huán)境透射電子顯微鏡觀測的技術(shù)。該技術(shù)使得TEM在液體環(huán)境中得到了原子級分辨率,，使研究者能夠以高空間分辨率直接可視化液相中的動態(tài)過程,，為研究納米材料的生長、電化學(xué)反應(yīng)以及解析生物樣品結(jié)構(gòu)等典型的液態(tài)環(huán)境樣品提供了新工具,。
利用原位液相透射電鏡,，研究團(tuán)隊在金屬納米顆粒和水溶液的界面處發(fā)現(xiàn)了一個2-3 nm的準(zhǔn)液相層，該界面相吸附在納米顆粒表面,，表現(xiàn)出明顯的流動性,。這是首次在水溶液中的金屬納米晶體表面檢測到如此明顯的準(zhǔn)液相。
據(jù)原位液相球差電鏡高分辨表征,，納米顆粒內(nèi)核為金屬In單質(zhì),，界面相則是含有離子、分子,、無定形態(tài)團(tuán)簇的離子-團(tuán)簇富集相,。然后通過電子能量損失譜(EELS)、熒光光譜,，研究團(tuán)隊進(jìn)一步獲得了富集態(tài)離子在固體表面上的化學(xué)價態(tài),。經(jīng)過探究，研究團(tuán)隊認(rèn)為該界面相的形成是基于金屬內(nèi)核的刻蝕溶解而形成的,，界面相的穩(wěn)定與動態(tài)變化取決于金屬-溶液之間的物質(zhì)傳輸過程,。
同時，研究團(tuán)隊對金屬固-液界面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一系列的原位液相動態(tài)解析,，發(fā)現(xiàn)金屬團(tuán)簇可以從界面相中成核并生長納米顆粒,，同時界面相中生成團(tuán)簇顆粒可以發(fā)生聚合生長,。通過密度泛函理論(DFT)計算模擬,，證實(shí)了界面相中帶部分正電荷In離子與In原子的存在是導(dǎo)致其穩(wěn)定的根本原因。在界面相中In原子與離子形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)且電荷共享,，進(jìn)而與溶液水分子及氫氧根離子形成動態(tài)變化的團(tuán)簇-水富集相,。
相關(guān)閱讀 Related Reading
查看更多+-
9605萬 中國礦業(yè)大學(xué)（徐州）儀器采購意向
近期，中國礦業(yè)大學(xué)(徐州)連續(xù)發(fā)布多項(xiàng)儀器設(shè)備采購意向,，預(yù)算金額高達(dá)9605萬元,。2025-01-27 10:00:00 -
河南省發(fā)布2025年新購科研設(shè)施預(yù)警目錄，掃描電鏡等七項(xiàng)上榜
近日,，河南省科學(xué)技術(shù)廳,、河南省財政廳、河南省教育廳和河南省衛(wèi)生健康委員會聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于發(fā)布2025年河南省省級新購大型科研設(shè)施與...2025-01-23 15:26:20 -
市場月報丨年底電鏡采購數(shù)據(jù)創(chuàng)新高 12月電鏡中標(biāo)金額超5億元
據(jù)化工儀器網(wǎng)不完全統(tǒng)計,，12月中國政府采購網(wǎng)上與電鏡相關(guān)的詞條共87條，可統(tǒng)計到詳細(xì)信息的中標(biāo)電鏡73臺/套,，中標(biāo)總金額56303...2025-01-22 14:31:46 -
面向量子科技等產(chǎn)業(yè) 2025年未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新任務(wù)揭榜掛帥工作啟動
1月17日,，工業(yè)和信息化部辦公廳組織開展2025年未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新任務(wù)揭榜掛帥工作，此舉旨在以科技創(chuàng)新和標(biāo)志性產(chǎn)品打造引領(lǐng)量子科技,、原...2025-01-18 10:10:00 -
預(yù)算超1.3億！中國農(nóng)業(yè)大學(xué)近期采購意向來了
近期,，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)連續(xù)發(fā)布多項(xiàng)儀器設(shè)備采購意向,，預(yù)算金額達(dá)13245.23萬元。涉及儀器設(shè)備包括納米流式分析儀,、數(shù)字PCR儀,、細(xì)胞...2025-01-17 15:31:51 -
預(yù)算698.1萬 福州大學(xué)采購超高分辨場發(fā)射掃描電子顯微鏡等設(shè)備
近日，受福州大學(xué)委托,，福建省金豐招標(biāo)代理有限公司對“福州大學(xué)超高分辨場發(fā)射掃描電子顯微鏡等設(shè)備采購項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：[350001]...2025-01-17 13:25:20
版權(quán)與免責(zé)聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品,，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載,、摘編或利用其他方式使用上述作品,。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”,。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任,。
- ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品,，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé),，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任,。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時,，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源,，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- ③如涉及作品內(nèi)容,、版權(quán)等問題,，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
