观察纳米粒子形状

液体结构-液体滴,保持一个特定的形状是有用的对于各种各样的应用程序,从食品加工、化妆品、医药、甚至石油开采,但研究人员尚未挖掘这些令人兴奋的新材料的全部潜力,因为我们不太清楚他们如何形成。

现在,伯克利实验室领导的一个研究小组已经捕获实时高分辨率视频的液态结构形成纳米颗粒表面活性剂(nps)——soap-like只有十亿分之一米大小的微粒——果酱紧密在一起,肩并肩,形成一层固体状的油和水之间的界面。

他们的发现,最近出现在其中国物品条目封面上的科学进步,可以帮助研究人员更好地优化液体结构促进药物发现的新生物医学应用,如可重构微流体和癌症靶向药物输送液体机器人,等等。

在实验中由作者保罗·阿什比科学家伯克利实验室的分子铸造和材料科学部门,并于柴,前博士后研究员阿什比集团现为香港城市大学助理教授,研究人员使用一个特殊的名为原子力显微镜(AFM)成像技术的首次实时电影nps拥挤在一起,挤在油水界面,一个关键的步骤,它锁定液体成特定的形状。

研究者的电影推出的肖像NPS接口以前所未有的细节,包括每个NPS的大小、界面是否由一个或多个层,经过多少时间,第二,对于每个NPS附着和解决界面。

壮观的AFM图像还显示的角度NPS“坐”界面,一个意想不到的结果。“我们被粗糙的接口是如何惊讶,”阿什比说。“我们一直画插图的统一接口与纳米颗粒连接在同一接触角,但在目前的研究中,我们发现确实有很多变化。”

大多数纳米成像工具只能调查固定干燥或冷冻的样品。在过去的几十年里,阿什比他的研究集中在发展中独特的AFM功能,允许用户控制探头尖端轻轻与快速移动的样品,如nps当前的研究中,不触及底层液体——一个具有挑战性的壮举。

“成像液体结构在纳米尺度上,实时观察纳米粒子在液体使用AFM探针——不可能没有保罗的广泛的专业知识,”合著者托马斯·罗素说客座教员科学家和教授从马萨诸塞大学高分子科学与工程负责人自适应界面组件对构建液体程序在伯克利实验室材料科学部门。“这些能力没有其他地方除了在分子铸造。”

研究人员下一步准备研究自行的粒子在液体NPS结构的影响。

参考:柴Y,哈斯南J,巴尔K, et al。直接观察nanoparticle-surfactant组装和干扰的油水界面。科学。阿德。2020;6 (48):eabb8675。doi:10.1126 / sciadv.abb8675

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