(Nanowerk Nieuws) Een baanbrekende methode voor het meten van de temperatuur van monsters van nanometerformaat binnen een transmissie elektronenmicroscoop (TEM) is ontwikkeld door professor Oh-Hoon Kwon en zijn onderzoeksteam van de afdeling Scheikunde van UNIST. Deze innovatieve technologie, waarbij gebruik wordt gemaakt van nanothermometers op basis van kathodoluminescentie (CL)-spectroscopie, opent nieuwe mogelijkheden voor het analyseren van de thermodynamische eigenschappen van fijne monsters en het bevorderen van de ontwikkeling van hightech materialen. De bevindingen van dit onderzoek zijn gepubliceerd in ACS Nano (“Kathodoluminescentie-thermometrie op nanoschaal met een met lanthanide gedoteerd zwaar metaaloxide in transmissie-elektronenmicroscopie”). Schematische illustratie van de kathodoluminescentie (CL) nanothermometrie. (Afbeelding: UNIST) Met de transmissie-elektronenmicroscoop kunnen onderzoekers monsters observeren met een vergroting van honderdduizenden keren door een elektronenbundel met korte golflengte door het monster te sturen. Door het licht dat door het monster wordt uitgezonden te detecteren via kathodestraalemissiespectroscopie, kunnen onderzoekers de fysieke en optische eigenschappen van het monster op nanometerschaal nauwkeurig analyseren. De nieuw ontwikkelde nanothermometers zijn afhankelijk van de temperatuurafhankelijke intensiteitsvariatie van een specifieke kathodestraalemissieband van europiumionen (Eu3+). Door nanodeeltjes te synthetiseren die zijn gedoteerd met europiumionen in gadoliniumoxide (Gd2O3), zorgde het onderzoeksteam voor minimale schade door de elektronenbundel, waardoor experimenten op lange termijn mogelijk waren. Door middel van dynamische analyse bevestigde het team dat de intensiteitsverhouding van de lichtgevende band van europiumionen een betrouwbare temperatuurindicator is, met een indrukwekkende meetfout van ongeveer 4 °C bij gebruik van nanothermometerdeeltjes van ongeveer 100 nanometer groot. Deze methode biedt meer dan tweemaal de nauwkeurigheid van conventionele TEM-temperatuurmeettechnieken en verbetert de ruimtelijke resolutie aanzienlijk. Bovendien demonstreerde het team de toepasbaarheid van de nanothermometers door temperatuurveranderingen te induceren met een laser binnen de TEM en tegelijkertijd temperatuur- en structurele variaties in realtime te meten. Deze mogelijkheid maakt de analyse mogelijk van thermodynamische eigenschappen op nanometerniveau als reactie op externe stimuli, zonder de standaard TEM-analyseprocedures te verstoren. Won-Woo Park, de eerste auteur van het onderzoek, benadrukte het niet-invasieve karakter van het temperatuurmeetproces en benadrukte dat de interactie tussen de transmissie-elektronenbundel en de nanothermometerdeeltjes realtime temperatuurdetectie mogelijk maakt zonder de TEM-beeldvorming te verstoren. Hij merkte op: “Het grote voordeel van de ontwikkelde nanometer is dat het temperatuurmeetproces de bestaande transmissie-elektronenmicroscoopanalyse niet verstoort”, en voegde eraan toe: “Aangezien de temperatuur wordt gemeten met behulp van licht, een bijproduct dat wordt gegenereerd door de interactie tussen de transmissie-elektronenmicroscoop elektronenstraal en het nanometerdeeltje, is het mogelijk om het beeld van de transmissie-elektronenmicroscoop te meten en de temperatuur in realtime te detecteren.” Professor Kwon onderstreepte het belang van dit onderzoek door te stellen dat “de ontwikkelde temperatuurmeetindicatoren, in combinatie met real-time beeldvormingstechnieken, de observatie van lokale temperatuurveranderingen als reactie op externe stimuli vergemakkelijken.” Hij verklaarde verder: “Deze vooruitgang staat op het punt een aanzienlijke bijdrage te leveren aan de ontwikkeling van hightechmaterialen zoals secundaire batterijen en displays.”

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64811.php