(en, e) Time-lapse-sekvens av TEM-bilder som visar kärnbildningstillväxtprocessen av enkelskikts Ni(OH)2 i Pt3Ni-Ni(OH)2 kärna-skal-struktur extraherad från film. (b, f) Schematiska illustrationer av tillväxtprocessen för Ni(OH)2 enkelskikt i (a, e). Motsvarande statistik över tillväxtskiktets längd i (a, e) som en funktion av tiden (c, g), och statistik över tillväxttakten i (a, e) som en funktion av tiden (d, h), respektive. Kredit:©Science China Press
Nyligen, platina-innehållande kärna-skal-strukturer med avstämbara magnetiska och katalytiska egenskaper har väckt intensiv uppmärksamhet och erbjudit ett brett spektrum av applikationer. Hittills, deras syntetiska vägar är mestadels baserade på galvanisk ersättning, samreduktion, termisk nedbrytning och frömedierad metod. Men de detaljerade formningsmekanismerna för kärn-skalstrukturer i lösning, framförallt, vid gränssnittet mellan gas och vätska är fortfarande inte helt klara, vilket mestadels uppnås baserat på postreaktionsstudier eller ex situ karakteriseringar. I detta avseende det är värt besväret men ändå mycket utmanande att direkt visualisera de komplicerade och känsliga dynamiska processerna.
Tekniska fördelar med in-situ flytande elektronmikroskopi (TEM) tillåter oss att övervaka tillväxtbanan för rena metallnanopartiklar i flytande media, inklusive kärnbildningstillväxt, nanorod självmontering, och elektrokemisk avsättning. Jämfört med rena metall nanokristaller, tillväxtvägen för legering och dess oxidkärna-skalstrukturer är mer komplicerad. Det är anmärkningsvärt att lite är känt om den atomära tillväxtvägen för Pt-baserade oxidkärna-skalstrukturer och strukturell stabilitet i lösning, framförallt, vid gränssnittet mellan gas och vätska. På grund av bristen på direkta observationsmetoder med hög rumslig upplösning, vissa mellanliggande tillstånd kan lätt missas.
Häri, Honggang Liaos grupp observerade först hur Pt 3 Ni-Ni(OH )2 kärna-skal-struktur vid gas-vätska-gränssnittet med användning av in-situ vätskecell TEM. Experimentresultat avslöjade de underliggande tillväxt- och transformationsmekanismerna för Pt 3 Ni-Ni(OH) 2 kärna-skal struktur genom att systematiskt ändra Ni:Pt-förhållandet i prekursorlösningen och ställa in elektronstråledoshastigheten. Nyckelfrågor angående tillväxtmekanismen för enkel- och flerskikts Ni(OH) 2 flingor togs upp. Det förväntas att detta arbete skulle kunna ge atomära insikter om den rationella designen av metall-2-D kärna-skal-strukturer för potentiella breda tillämpningar.
