L'auto-assemblage de nanoparticules d'or (Au NPs) recouvertes d'ions organiques spécifiques dans l'eau a été observée par le personnel du Center for Nanoscale Materials au sein de Nanobio Interfaces, Matériaux et appareils électroniques et magnétiques, et les groupes de nanophotonique du Laboratoire national d'Argonne utilisant la microscopie électronique à transmission (MET) in situ équipée d'une cellule liquide. Les NP Au ont formé des chaînes unidimensionnelles en quelques minutes.

L'auto-assemblage de NPs attire une attention intense pour son application potentielle dans la fabrication de systèmes hybrides avec des propriétés collectives à partir de différents types de matériaux. Les observations fournies ici élucident clairement le mécanisme complexe des processus d'auto-assemblage des NP chargées. Ils décrivent également un récit édifiant sur l'utilisation de cellules TEM in situ pour imiter les processus d'auto-assemblage dans des environnements de solution réels.

L'expertise du CNM sur les techniques MET in situ, synthèse de nanoparticules colloïdales, mesures de potentiel zêta, et les spectres d'absorption ont été exploités dans cette étude.

Les électrons hydratés formés lors de la radiolyse de l'eau diminuent la charge positive globale des NP Au revêtues de cétyltriméthylammonium (CTA). Les NP étaient également recouvertes d'ions citrate négatifs. (Avec du citrate seul, cependant, les NP Au sont restées stables dans la cellule liquide quelle que soit l'intensité du faisceau d'électrons). Les interactions attractives anisotropes, y compris les interactions dipolaires et de Van der Waals, surmonter la répulsion parmi les NPs et induire l'assemblage de NPs. La ségrégation spatiale de différentes tailles de NP en raison des gradients de champ électrique dans la cellule a également été observée.