张桥教授课题组及其合作者在Nature Communications上发表论文

在过去的十年中,原位液相透射电子显微镜已经成为一种强有力的工具,用于观察以前看不见的和难以接近的动力学,这些动力学在相关的长度和时间尺度上都有纳米晶体生长,溶解和自组装。人们已经可以从多金属纳米晶体的受控刻蚀或脱合金来合成具有难以通过自下而上合成方法获得的形状和组成的非平衡纳米结构,但用这种方法很难探测短寿命的中间体。最近,一些研究报道了通过使用原位液体TEM技术对各个单金属纳米颗粒上的溶出事件进行成像。然而,多金属纳米晶体的反应途径和溶解动力学仍然很大程度上是未知的。

近日,纳米科学技术学院张桥教授与印第安纳伯明顿分校的Xingchen Ye教授、埃尔朗根-纽伦堡大学的Michael Engel教授等人合作,以“Imaging the kinetics of anisotropic dissolution of bimetallic core–shell nanocubes using graphene liquid cell”为题,在《Nature Communications》上发表论文。作者发现,使用由不同金属组成的明确结构的核壳纳米立方体,能够揭示由石墨烯窗口引起的各向异性反应环境。在适当考虑外在各向异性之后的动力学分析表明,在Pd@Au核壳纳米立方体的溶解过程中,刻蚀从主要是边缘选择性转变为逐层去除Au原子。当刻蚀剂到达Pd核时,由于Pd-Au体积比的不同,观察到Au壳的不加速或明显减慢的刻蚀。通过把当前蒙特卡罗模拟中未包括的阴极保护机制考虑进去,这些结果就更加合理化。此外,实时GLC透射电镜成像揭示了合成成分和结构复杂的纳米结构库的反应途径,包括双金属多脚体、节段纳米棒、纳米盒和纳米笼,可通过核壳纳米立方体的受控刻蚀获得。理解和刻意控制液体电镜样品池内的三维物理化学环境对于从可转换为电子显微镜外实验的原位TEM观察获得的理解至关重要。

张桥教授课题组的博士研究生陈磊,是该文的第一作者。

 


作者信息:Lei Chen, Alberto Leonardi, Jun Chen, Muhan Cao, Na Li, Dong Su, Qiao Zhang,* Michael Engel* & Xingchen Ye*

文章链接:http://www.937.1212033.com/articles/s41467-020-16645-3

张桥教授课题组链接:http://www.060.660psb.com/qiaozhang/

 

(纳米科学技术学院)
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