Les scientifiques de l'Université Rice ont développé un outil simple et abordable pour compter et caractériser les nanoparticules.

Les laboratoires Rice des chimistes Christy Landes et Stephan Link ont ​​créé un programme open source appelé SEMseg pour acquérir des données sur les nanoparticules, objets inférieurs à 100 nanomètres, à partir d'images au microscope électronique à balayage (MEB) qui sont autrement difficiles, voire impossibles à analyser.

La taille et la forme des particules influencent leur efficacité dans les dispositifs optoélectroniques, catalyseurs et applications de détection comme la spectroscopie Raman à surface améliorée.

SEMseg est décrit dans une étude menée par l'étudiant diplômé Landes et Rice Rashad Baiyasi dans l'American Chemical Society's Journal de chimie physique A .

Le programme est disponible en téléchargement sur GitHub à l'adresse https://github.com/LandesLab?tab=repositories.

SEMseg - pour la segmentation SEM - découle de l'étude de l'équipe dans Science l'année dernière qui a montré comment les protéines peuvent être utilisées pour pousser des nanotiges dans des assemblages chiraux. "Ce travail en est l'un des résultats, " Landes a déclaré. "Nous avons réalisé qu'il n'y avait pas de bonne façon d'analyser quantitativement les images SEM."

Le comptage et la caractérisation des nanotiges individuelles ou agrégées se font généralement avec des microscopes électroniques à transmission (MET) complexes et coûteux, mesure manuelle sujette aux biais humains ou programmes qui ne font pas la distinction entre les particules à moins qu'elles ne soient éloignées les unes des autres. SEMseg extrait les données au niveau des pixels à partir de faibles contrastes, images SEM basse résolution et les recombine en images nettes.

SEMseg peut rapidement distinguer les nanotiges individuelles dans des assemblages et des agrégats étroitement emballés pour déterminer la taille et l'orientation de chaque particule et la taille des espaces entre elles. Cela permet une analyse statistique plus efficace des agrégats.

"En quelques minutes, SEMseg peut caractériser les nanoparticules dans de grands ensembles de données qui prendraient des heures à mesurer manuellement, " dit Baiyasi.

Segmentation des nanoparticules, il a dit, fait référence à l'isolement et à la caractérisation de chaque particule constitutive dans un agrégat. L'isolement des nanoparticules constitutives permet aux chercheurs d'analyser et de caractériser la structure hétérogène des agrégats.

Baiyasi a déclaré que SEMseg peut être adapté à d'autres techniques d'imagerie telles que la microscopie à force atomique et pourrait être étendu à d'autres formes de nanoparticules, comme des cubes ou des triangles.