Los nuevos nanomateriales bidimensionales tienen el potencial de mejorar la eficiencia, reducir los costos y proporcionar un mejor rendimiento en una amplia gama de aplicaciones, entre ellas; mejor diseño de los nanomateriales para baterías o comprensión de la degradación de los materiales de la batería para mejorar su rendimiento.

Las propiedades únicas exhibidas por los materiales 2-D también podrían dar lugar a recubrimientos funcionales y antibacterianos, bioanálisis y administración dirigida de fármacos.

Sin embargo, la dificultad de controlar el crecimiento y la degradación a escala atómica es actualmente un obstáculo para explotar plenamente el potencial de estos fascinantes materiales.

La microscopía electrónica de barrido / transmisión (S / TEM)

Es una de las pocas técnicas que permite obtener imágenes y análisis de átomos individuales . Sin embargo, el instrumento S / TEM requiere un alto vacío para proteger la fuente de electrones y evitar la dispersión de electrones de las interacciones moleculares.

Varios estudios de alto perfil han revelado previamente que la estructura de los materiales funcionales a temperatura ambiente en el vacío puede ser significativamente diferente de la de su entorno líquido normal. Esto podría ser como tratar de estudiar la estructura de una ciruela deshidratada para comprender la estructura de la ciruela original.

Publicando en Nano Letters , un equipo de investigación dirigido por la Dra. Sarah Haigh y el Dr. Roman Gorbachev en el Instituto Nacional de Grafeno y la Escuela de Materiales en la Universidad de Manchester han demostrado que el grafeno y el nitruro de boro se pueden combinar para crear un nano petri perfecto -plato.

Las muestras líquidas dentro del plato se pueden obtener imágenes con la sensibilidad de un solo átomo y también es posible medir su composición elemental en la escala de longitud nanométrica.

Estas células [VIDEO]líquidas de grafeno diseñadas (EGLC) se construyen a partir de bloques de construcción de materiales 2-D: consisten en un espaciador de nitruro de boro (BN) perforado con agujeros (donde se encuentra el líquido) y encapsulado con grafeno en ambos lados.

El grafeno

Es el material de ventana definitivo, lo suficientemente fuerte como para proteger la muestra de un entorno de alto vacío, pero al mismo tiempo lo suficientemente delgada como para que la resolución del haz de electrones no se vea comprometida. El autor principal Daniel Kelly dijo: "A diferencia de algunos diseños anteriores, nuestras células líquidas de grafeno nos permiten obtener imágenes de los átomos durante muchos minutos. Incluso pudimos resolver átomos individuales en agua y observarlos bailando bajo el haz de electrones ".

Los investigadores [VIDEO] también demostraron que estas nuevas células líquidas de grafeno permiten una mejora de orden de magnitud en la calidad del análisis elemental en células líquidas. Estudiaron la deposición de una capa de hierro de 1nm sobre oro para desarrollar nanopartículas de núcleo y caparazón. Esta nueva capacidad para monitorear concentraciones pequeñas en escalas de longitud tan pequeñas es una necesidad para las estructuras químicas cada vez más complejas de los nanocatalizadores de alto rendimiento.

Mingwei Zhou, el estudiante que crea estas células, dijo: "Estamos llegando a comprender cómo hacer que estos sean cada vez más confiables, esto hace que el plato de petri 2-D sea una ruta prometedora para avanzar más en el TEM en el lugar, incluyendo imágenes de pequeñas estructuras biológicas como las proteínas ".