مشاهده خودآرایی نانوذرات طلا در فاز سیال با TEM
یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه ایلینویز اقدام به خودآرایی نانوذرات طلا درون محفظه‌ای شبیه به آکواریم کردند تا در این فضا بتوانند فرآیند خودآرایی را کنترل کرده و در نهایت مواد مهندسی شده به‌دست آید.
نانوذرات کلوئیدی خودآرا یکی از مواد بسیار مهم در ساخت نمایشگرهای LED، پیل‌های خورشید و باتری‌هاست. برای مشاهده این نانوذرات از میکروسکوپ الکترونی قدرتمند استفاده می‌شود؛ چرا که میکروسکوپ‌های الکترونی رایج نمی‌توانند تصاویر مناسبی ارائه کنند.
چن از محققان این پروژه می‌گوید: «فرآیند خودآرایی ذرات کلوئیدی همیشه شبیه به جعبه سیاه بوده است که در آن ذرات، رفتاری شبیه به مولکول و اتم دارند. ما می‌توانیم شیمی کلاسیک و نظریه‌های فیزیکی را با هم ترکیب کرده و رفتار ذرات را مدل‌سازی کنیم. در این روش جدید که به میکروسکوپ الکترونی عبوری فاز سیال شهرت دارد، ما نشان می‌دهیم که چگونه این فرآیند اتفاق می‌افتد.»
محققان این پروژه در مقاله خود نشان دادند که چگونه می‌توان شکل ماده نهایی را با کنترل شکل نانوذرات، کنترل کرد. چن می‌افزاید: «یکی از چالش‌های فناوری نانو، فقدان کنترل روی فرآیندهای آرایش مصنوعی است. اگر از ذرات با اشکال مختلف استفاده کنیم، می‌توانیم چگونگی چیدامان ذرات را کنترل کرده و ساختار نهایی را براساس نیاز مهندسی کنیم. ما می‌توانیم با دقت بالا نرخ خودآرایی را کنترل کنیم و در نهایت به یک ساختار از پیش تعیین شده برسیم.»
نانوذرات طلا قابلیت‌های زیادی دارند. از آن‌ها می‌توان برای تمرکز تابش الکترومغناطیسیو در نهایت گرما استفاده کرد. یکی از پتانسیل‌های این روش، درمان گرمانوری است که در آن نانوذرات به بیمار تزریق شده و بعد از رسیدن به تومور سرطانی، با گرم شدن موجب از بین رفتن تومور می‌شوند.
این گروه تحقیقاتی نشان دادند که با استفاده از روش TEM فاز سیال می‌توان به مطالعه ساختارهای پروتئینی و میکرواورگانیسم‌های درون بدن پرداخت. معمولاً پروتئین‌ها برای تصویربرداری باید منجمد شوند که این کار منجر به آسیب ساختاری در آن‌ها می‌شود. با این روش می‌توان پروتئین را در محیط مایع مشاهده کرد.نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Imaging the polymerization of multivalent nanoparticles in solution در نشریه Nature Communicatios به چاپ رسیده است.
