p Fig. 1:Análise dinâmica de uma onda de saída. a Ilustração do modelo genérico Eq. (1) da parte imaginária da onda de saída Im ( <ΨN (r)> ) de uma coluna estática de átomos, modulado por fatores DW, e uma coluna dinâmica com excursões atômicas que excedem o valor DW. b – f Aplicação do benchmark do modelo Eq. (1) para a análise de um nanocristal Co – Mo – S. b A parte imaginária do EW1 de um nanocristal Co – Mo – S visto em <001> orientação. c Mapa de altura mostrando as posições da coluna atômica ao longo da direção do feixe em relação a um plano de imagem comum como uma função da posição no plano de imagem. d Mapa V / (πR2) mostrando os potenciais da coluna atômica projetados em escala pela área média dos átomos. O mapa de Rav mostrando o raio de propagação das colunas atômicas. Mapa f V mostrando o potencial integrado das colunas atômicas. Crédito:DOI:10.1038 / s41467-021-24857-4
p Nos últimos anos, um grupo de pesquisadores de microscopia eletrônica e catálise tem trabalhado para determinar os arranjos tridimensionais de átomos em catalisadores de nanopartículas em processos químicos. Seu trabalho combinou medições experimentais com modelagem matemática. p O resultado é um novo método que permite identificar e localizar os átomos individuais na nanopartícula, mesmo se estiverem vibrando e se movendo.
p Até agora, espera-se que átomos em nanopartículas sejam estáticos durante as observações. Mas as análises dos pesquisadores de imagens em escala atômica 3D demonstraram que a expectativa original não é suficiente. Em vez de, os pesquisadores revelaram um comportamento dinâmico dos átomos usando um novo método analítico.
p Em seu trabalho, os pesquisadores optaram por usar um material catalítico de nanopartículas bem conhecido, a saber, dissulfeto de molibdênio. Uma vez que a estrutura atômica do material é bem conhecida, forneceu uma boa base para interpretar as imagens resolvidas atômicas 3D do grupo de pesquisa compiladas usando o microscópio eletrônico TEAM 0,5 exclusivo do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, que oferece a resolução em escala de picômetro mais alta do mundo.
p O novo método é descrito e publicado na renomada revista científica
Nature Communications .
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Novo modelo garante a identificação de átomos
p O modelo matemático permite identificar os átomos individuais na nanopartícula, mesmo se eles estiverem se movendo. O modelo mede a intensidade e a largura dos átomos nas imagens.
p "Até agora, determinar qual átomo estamos observando tem sido um desafio devido ao embaçamento causado pelas oscilações dos átomos. Contudo, ao fatorar as oscilações, podemos identificar com mais precisão, por exemplo, a localização de átomos individuais de enxofre ou molibdênio, "diz o professor Stig Helveg, Física DTU, quem faz parte do grupo de pesquisa.
p O novo modelo também permite corrigir alterações das nanopartículas na forma de oscilações resultantes da iluminação de elétrons energéticos no microscópio eletrônico. Assim, será possível focar nas informações químicas ocultas nas imagens, átomo por átomo - que é a essência da pesquisa.
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A próxima etapa é medir a função
p Os pesquisadores esperam que o novo modelo inovador seja usado por outros pesquisadores em seu campo. O modelo também fornecerá uma base para o novo centro de pesquisa básica de Stig Helveg em DTU, VISÃO.
p Aqui, o foco estará em andamento um passo além, combinando as imagens atômicas resolvidas com medições das propriedades catalíticas das nanopartículas. O conhecimento produzido contribuirá para o desenvolvimento de nanopartículas para processos catalíticos como parte da transição para a energia sustentável.
