p No Centro Nacional de Microscopia Eletrônica do Berkeley Lab, foi revelado que o DNA de fita simples pode dispersar feixes de nanotubos de carbono de parede única em tubos individuais e servir como guias para sintetizar nanopartículas de platina nesses tubos. p O Centro Nacional de Microscopia Eletrônica (NCEM) do Berkeley Lab forneceu a tecnologia e uma bolsa de estudos para cientistas visitantes que ajudou um pesquisador da Missouri State University a fazer uma descoberta importante que deve impulsionar os esforços para usar nanotubos de carbono como suporte catalítico em células de combustível de etanol direto. Usando os recursos avançados de caracterização dos microscópios TEAM 0,5 e Tecnai do NCEM, o cientista de materiais Lifeng Dong descobriu que o DNA de fita simples pode ser usado para dispersar feixes de nanotubos de carbono de parede simples em tubos individuais. As fitas simples de DNA também podem servir como guias para a síntese de nanopartículas de platina nesses tubos.

p “Sem a bolsa de cientistas visitantes do NCEM, Eu não teria a oportunidade de trabalhar com cientistas do NCEM e usar microscópios de última geração para caracterizar essas amostras, ”Dong escreveu em uma carta ao diretor do NCEM, Uli Dahmen. Dong adquiriu suas imagens no TEAM 0,5 e no 200 kV Tecnai com a ajuda da equipe do Berkeley Lab no NCEM, incluindo Christian Kisielowski, Thomas Duden, Masashi Watanabe, Zonghoon Lee e ChengYu Song.

p As células de combustível portáteis alimentadas diretamente por etanol têm o potencial de ser muito mais eficientes do que os motores de combustão movidos a etanol e muito mais práticas do que as células de combustível de hidrogênio, já que o etanol é mais fácil de armazenar e transportar do que o hidrogênio. O que está faltando para a produção de células a combustível de etanol direto é um bom catalisador para a oxidação do etanol.

p Nanotubos de carbono de parede única revestidos de platina (SWCNTs) mostram uma promessa brilhante para esta tarefa por causa de sua alta condutividade eletrônica e área de superfície. Contudo, é da natureza desses nanotubos de parede única formar feixes. Para que eles sejam efetivamente usados ​​como suportes de catalisadores de platina em células de combustível de etanol direto, maneiras eficientes devem ser encontradas para separar SWCNTs agrupados em tubos individuais e para sintetizar nanopartículas de platina nos nanotubos.

p “Nossas imagens mostram que as nanopartículas de platina crescem seletivamente em nanotubos de carbono de acordo com as localizações de DNA de fita simples, ”Dong diz. “As moléculas de DNA não apenas dispersam efetivamente os feixes SWCNT em tubos individuais, mas também fornecem um endereço para a formação de nanopartículas de platina ao longo das superfícies dos nanotubos. Isso sugere um método para sintetizar outros tipos de nanopartículas suportadas por nanotubos de carbono, como paládio e ouro, para aplicações em células de combustível e eletrônicos em nanoescala. ”

p A sigla TEAM significa Transmission Electron Aberration-correct Microscope. TEAM 0.5 é capaz de produzir imagens com resolução de meio angstrom, que é menor que o diâmetro de um único átomo de hidrogênio. TEAM 0.5 também tem a capacidade de corrigir o fenômeno de degradação da imagem conhecido como aberração esférica. O microscópio 200kV Tecnai é otimizado para pesquisa de materiais que requerem o desempenho de microscopia eletrônica de transmissão de varredura de alta resolução, significando imagem e espectroscopia, ou métodos de imagem e analíticos correlacionados.

p “O maior desafio para a obtenção dessas imagens era que nossos microscópios permaneciam estáveis ​​em seus níveis de desempenho superiores, ”Diz Song, do membro da equipe do NCEM, que dá suporte ao microscópio Tecnai 200 kV. “Ao imaginarmos uma amostra em escala atômica, qualquer instabilidade no microscópio é ampliada milhões de vezes com a imagem. No NCEM, verificamos rotineiramente o desempenho de nossos microscópios e cuidamos de qualquer ótica, mecânico, ou distúrbios elétricos. ”