Seguimiento de átomos individuales en líquido en un microscopio electrónico de transmisión

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ciencias de la superficie
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Los átomos individuales en las superficies son cruciales para varios procesos químicos y físicos.
• La microscopía electrónica de transmisión (TEM) es clave para visualizar átomos individuales, pero las imágenes líquidas enfrentan desafíos de resolución.
• Las células líquidas de grafeno han mejorado las imágenes TEM en líquidos, lo que permite la resolución atómica de las nanopartículas.

Objetivo del estudio:

• Demostrar imágenes in situ de resolución atómica de átomos individuales en un entorno acuoso.
• Investigar la dinámica y la preferencia del sitio de adsorción de los átomos de platino en líquido frente al vacío.
• Desarrollar una nueva célula líquida de grafeno doble para estudios avanzados de TEM.

Principales métodos:

• Utilizó una celda de líquido de grafeno doble con una monocapa central de disulfuro de molibdeno y espaciadores de nitruro de boro hexagonales.
• Microscopía electrónica de transmisión realizada in situ en átomos de platino en una solución salina acuosa.
• Analizaron más de 70.000 sitios de adsorción de átomos individuales para comparar los estados de líquido y vacío.

Principales resultados:

• Ha obtenido imágenes de resolución atómica de la dinámica de los átomos de platino en una solución acuosa.
• Distribución modificada del sitio de adsorción observada para los adátomos en líquido en comparación con el vacío.
• Se encontraron difusividades significativamente más altas para los adatomos en la fase líquida.

Conclusiones:

• La doble célula líquida de grafeno permite una precisión de imagen de un solo átomo sin precedentes en entornos líquidos.
• La dinámica del átomo en fase líquida difiere de la del vacío, con una preferencia de sitio alterada y una mayor movilidad.
• Esta técnica abre nuevas vías para el estudio in situ de los procesos químicos a nivel de un solo átomo.