(PhysOrg.com) -- Piccoli materiali catalizzatori possono prendere parte a una ricca varietà di processi fisici e chimici molto veloci che ora possono essere rivelati in modo più preciso grazie a una nuova modalità di imaging per microscopi elettronici a trasmissione dinamica (DTEM) sviluppata da scienziati statunitensi.
"Il nostro gruppo ha sviluppato una modalità di imaging in campo oscuro per DTEM che consente la più alta risoluzione spaziale e temporale combinata di nanoparticelle ottenuta finora", afferma Daniel Masiel dell'Università della California (Davis) e autore principale del lavoro, che è stato pubblicato online in ChemPhysChem . Secondo Masiel, DTEM anulare in campo scuro (ADF-DTEM) potrebbe, per la prima volta, consentire l'osservazione diretta e risolta nel tempo di processi come la crescita di nanofili, avvelenamento da catalizzatore, e maturazione di Ostwald a tempi di nanosecondi.
Un DTEM è un microscopio elettronico a trasmissione che è stato modificato per includere un fotocatodo azionato da laser in grado di produrre un singolo intenso impulso di elettroni con una durata di soli 15 ns. Sebbene lo strumento abbia il potenziale per fornire informazioni sulla dinamica del catalizzatore di nanoparticelle consentendo l'imaging diretto con un'elevata risoluzione spaziale e temporale, i limitati rapporti segnale-sfondo ottenibili per campioni di nanoparticelle disperse hanno reso tali studi difficili da eseguire a risoluzioni ottimali. Per superare questi limiti, Masiel e collaboratori hanno fabbricato un'apertura dell'obiettivo anulare che consente di ottenere immagini con un triplo aumento del rapporto segnale-sfondo. Questa modalità di imaging a campo oscuro anulare migliora il contrasto ottenibile nelle immagini di elettroni pulsati da 15 ns e consente di osservare particelle di diametro fino a 30 nm (vedi immagine:immagine DTEM pulsata a campo oscuro a scatto singolo di minuscole particelle d'oro disperse su una pellicola di carbonio bucata con una risoluzione temporale di 15 ns.)
Altre tecniche come l'imaging diffrattivo coerente (utilizzando raggi X coerenti) o il TEM in situ offrono dati di imaging diretto ma al costo della risoluzione spaziale o temporale. Questo non è il caso di ADF-DTEM, affermano i ricercatori, e sono sicuri che il nuovo metodo troverà applicazioni in importanti campi di ricerca:"Consentendo alla comunità scientifica una visione sperimentale diretta del comportamento dei sistemi su scala nanometrica a intervalli di tempo di nanosecondi, ADF-DTEM promette di fornire a ingegneri e scienziati un potente metodo per esplorare i sistemi che sono al centro di alcune delle tecnologie energetiche più cruciali di oggi e di domani", dice Masiel.
