(PhysOrg.com) - Os materiais catalisadores minúsculos podem participar de uma grande variedade de processos físicos e químicos muito rápidos que agora podem ser revelados com mais precisão graças a um novo modo de imagem para microscópios eletrônicos de transmissão dinâmica (DTEMs) desenvolvido por cientistas dos EUA.
"Nosso grupo desenvolveu um modo de imagem em campo escuro para DTEM que permite a mais alta combinação de imagens de resolução espacial e temporal de nanopartículas alcançada até agora", diz Daniel Masiel, da University of California (Davis) e principal autor do trabalho, que foi publicado online em ChemPhysChem . De acordo com Masiel, DTEM anular de campo escuro (ADF-DTEM) poderia, pela primeira vez, permitem a observação direta resolvida no tempo de processos como o crescimento de nanofios, envenenamento por catalisador, e amadurecimento de Ostwald em escalas de tempo de nanossegundos.
Um DTEM é um microscópio eletrônico de transmissão que foi modificado para incluir um fotocátodo acionado por laser que pode produzir um único pulso intenso de elétrons com uma duração de apenas 15 ns. Embora o instrumento tenha o potencial de fornecer informações sobre a dinâmica do catalisador de nanopartículas, permitindo a imagem direta com alta resolução espacial e temporal, as relações sinal-fundo limitadas atingíveis para amostras de nanopartículas dispersas tornaram esses estudos difíceis de realizar em resoluções ideais. Para superar essas limitações, Masiel e colegas fabricaram uma abertura de lente objetiva anular que permite que as imagens sejam obtidas com um aumento de três vezes na relação sinal-fundo. Este modo de imagem de campo escuro anular melhora o contraste atingível em imagens de elétrons pulsados de 15 ns e permite que partículas tão pequenas quanto 30 nm de diâmetro sejam observadas (veja a imagem:imagem DTEM de campo escuro pulsado de disparo único de minúsculas partículas de ouro dispersas em um filme de carbono furado com resolução de tempo de 15 ns.)
Outras técnicas, como imagem difrativa coerente (usando raios-X coerentes) ou TEM in situ oferecem dados de imagem direta, mas ao custo de resolução espacial ou temporal. Este não é o caso do ADF-DTEM, os pesquisadores dizem - e eles têm certeza de que o novo método encontrará aplicações em importantes campos de pesquisa:"Ao permitir que a comunidade científica tenha uma visão experimental direta do comportamento de sistemas em escala nanométrica em intervalos de nanossegundos, ADF-DTEM promete dar aos engenheiros e cientistas um método poderoso para explorar sistemas que estão no centro de algumas das tecnologias de energia mais importantes de hoje e de amanhã ", Masiel diz.
