(PhysOrg.com) -- De minuscules matériaux catalyseurs peuvent participer à une riche variété de processus physiques et chimiques très rapides qui peuvent désormais être révélés plus précisément grâce à un nouveau mode d'imagerie pour les microscopes électroniques à transmission dynamique (DTEM) développé par des scientifiques américains.
"Notre groupe a développé un mode d'imagerie en champ sombre pour le DTEM qui permet l'imagerie de résolution spatiale et temporelle combinée la plus élevée des nanoparticules réalisée jusqu'à présent", dit Daniel Masiel de l'Université de Californie (Davis) et auteur principal de l'ouvrage, qui a été publié en ligne dans ChemPhysChem . Selon Masiel, Le DTEM annulaire à fond noir (ADF-DTEM) pourrait, pour la première fois, permettre l'observation directe en temps résolu de processus tels que la croissance de nanofils, empoisonnement du catalyseur, et la maturation d'Ostwald à des échelles de temps de la nanoseconde.
Un DTEM est un microscope électronique à transmission qui a été modifié pour inclure une photocathode à laser qui peut produire une seule impulsion intense d'électrons d'une durée de seulement 15 ns. Bien que l'instrument ait le potentiel de fournir un aperçu de la dynamique des catalyseurs à nanoparticules en permettant une imagerie directe avec une résolution spatiale et temporelle élevée, les rapports signal sur bruit de fond limités pouvant être obtenus pour des échantillons de nanoparticules dispersées ont rendu de telles études difficiles à réaliser à des résolutions optimales. Pour surmonter ces limites, Masiel et ses collaborateurs ont fabriqué une ouverture d'objectif annulaire qui permet d'obtenir des images avec une multiplication par trois du rapport signal/arrière-plan. Ce mode d'imagerie annulaire en champ sombre améliore le contraste atteignable dans les images d'électrons pulsés de 15 ns et permet d'observer des particules aussi petites que 30 nm de diamètre un film de carbone troué à une résolution temporelle de 15 ns.)
D'autres techniques telles que l'imagerie diffractive cohérente (utilisant des rayons X cohérents) ou la MET in situ offrent des données d'imagerie directe mais au prix d'une résolution spatiale ou temporelle. Ce n'est pas le cas pour l'ADF-DTEM, les chercheurs disent - et ils sont sûrs que la nouvelle méthode trouvera des applications dans des domaines de recherche importants :ADF-DTEM promet de donner aux ingénieurs et aux scientifiques une méthode puissante pour explorer les systèmes qui sont au cœur de certaines des technologies énergétiques les plus cruciales d'aujourd'hui et de demain", dit Masiel.
