Kationuitwisseling in zelf-geassembleerde supraparticles stimuleren door middel van geavanceerde elektrontomografie-technieken (SuprAtom). (SuprAtom)

Zelfassemblage van nanodeeltjes (NP's) biedt een veelzijdig platform voor het ontwerpen van nieuwe materialen met verbeterde collectieve eigenschappen. Een veelbelovende route om op maat gemaakte eigenschappen te bereiken met NP's is om ze samen te brengen in superstructuren genaamd Supraparticles (SP's). Het grootste potentieel voor het naar voren brengen van diverse nieuwe eigenschappen komt van multicomponent-SP's, waarin meerdere soorten NP's worden gebruikt in de SP's. Ik stel voor om sferische opsluiting te gebruiken om eerst SP's te bouwen die ik vervolgens zal behandelen met kationenuitwisseling (CE), een krachtig hulpmiddel voor het synthetiseren van NP's met gecontroleerde structuren. Het doel is om een ​​robuuste route uit te stippelen om SP's met meerdere componenten op een gecontroleerde manier te structureren en de ontwikkeling van nieuwe SP's met optimale eigenschappen mogelijk te maken voor toepassingen variërend van katalyse tot fotovoltaïsche energie. Een volledige structurele analyse van door kationen uitgewisselde (CE-ed) SP's in 3D is essentieel omdat het het CE-proces in SP's zal onthullen. Ik zal innovatieve kwantitatieve 3D-elektronenmicroscopie (EM) -technieken ontwikkelen om de dynamiek van de structurele evolutie van CE-ed SP's op het enkele NP-niveau te onderzoeken en inzicht te geven in het bereiken van optimale eigenschappen. Optimalisatie van monsterondersteuning en ontwikkeling van snelle multimode elektrontomografie zal dit mogelijk maken door bundelschade te elimineren. Vloeistoftomografie stelt me ​​in staat om de 3D-structuren van CE-ed SP's onder realistische omstandigheden volledig te begrijpen. Door in-situ verwarming en snelle multimode elektrontomografie te combineren, zal ik het mechanisme van door warmte geïnduceerde intra- en interdeeltjes CE in SP's ontcijferen. Met mijn programma kan ik het samenspel tussen NP-vorm, stapelen en verwarmen op de resulterende SP-structuren begrijpen. Dit programma zal de start zijn van een volledig nieuwe onderzoekslijn op het gebied van zowel colloïdale wetenschap als 3D-karakterisering. Het resultaat zal de mogelijkheden voor het ontwerp en de toepassing van functionele materialen vergroten en de grenzen van 3D EM-technieken verleggen.

Trefwoorden:FYSICA VAN DE GECONDENSEERDE MATERIE, MICROSCOPIE, NANOTCHNOLOGIE

Disciplines:Nanofysica en nanosystemen, Zachte gecondenseerde materie, Fase transformaties