Självmonteringen av guldnanopartiklar (Au NP) belagda med specifika organiska joner i vatten observerades av Center for Nanoscale Materials personal i Nanobio Interfaces, Elektroniska och magnetiska material och enheter, och nanofotonikgrupper vid Argonne National Laboratory som använder in situ transmissionselektronmikroskopi (TEM) utrustad med en flytande cell. Au NPs bildade endimensionella kedjor inom några minuter.

Självmontering av NP:er väcker stor uppmärksamhet för dess potentiella tillämpning vid tillverkning av hybridsystem med kollektiva egenskaper från olika typer av material. De observationer som tillhandahålls här klargör tydligt den komplexa mekanismen för laddade NP-självmonteringsprocesser. De målar också upp en varning om att använda TEM in situ-celler för att imitera självmonteringsprocesser i faktiska lösningsmiljöer.

CNM:s expertis med in situ TEM-tekniker, kolloidal nanopartikelsyntes, zeta-potentialmätningar, och absorptionsspektra utnyttjades i denna studie.

De hydratiserade elektronerna som bildas vid radiolys av vatten minskar den totala positiva laddningen av cetyltrimetylammonium (CTA)-belagda Au NPs. NP:erna belades också med negativa citratjoner. (Med enbart citrat, dock, Au NP:erna förblev stadiga i vätskecellen oavsett elektronstråleintensitet). De anisotropa attraktiva interaktionerna, inklusive dipolära och Van der Waals interaktioner, övervinna repulsionen bland NP:erna och framkalla sammansättningen av NP:er. Den rumsliga segregeringen av olika storlekar av NP som ett resultat av elektriska fältgradienter i cellen observerades också.