完成多批次纳米孔的填充

时间:2020-01-01 19:49 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

完成多批次纳米孔的填充

金泽大学(Kanazawa University)的研究人员在《分析化学》(Analytical Chemistry)杂志上发表了一篇论文,介绍了一种有效的方法,可以将一批孔洞小于10纳米的纳米片填充起来。该方法是基于温度梯度的应用,纳米针尖,使残余的气泡被驱逐出去。

奈米微孔,即在奈米尺度的通道中充满溶液,被应用于各种奈米科技的应用,包括扫描探针显微术。然而,将溶液引入孔径在10纳米以下的纳米管中是一项挑战,因为毛细管力会阻止10纳米以下的纳米管孔隙被液体完全填充。现在,渡边真嗣和金泽大学的同事们发现了一种简单而有效的方法来填充纳米片。研究人员表示,通常留在吸液管孔隙末端附近的“气泡”可以通过沿吸液管施加温度梯度来移除。

科学家们对他们的“热驱动方法”进行了研究,他们将94根吸量管排列在一起,每根吸量管的孔径都在10纳米左右。将吸量管置于80℃的金属板上,吸量管尖端突出于金属板外,形成温度梯度。

在1200秒后,纳米片填充过程的延时光学显微镜图像显示,针尖完全被溶液填满,并将气泡从吸液管中挤出。

为了再次确认吸量管确实没有气泡,渡边和同事进行了所谓的I-V测量。每个移液管都充满了氯化钾溶液(KCl),它是导电的。然后将吸液管两端与电极接触。如果ends-specifically之间的电流运行,如果吸管的电导率低于几GΩ——然后填充完整的解决方案。研究人员观察到电流,因此将整个吸量管填满。

科学家们还用透射电子显微镜(TEM)测量了孔径在10nm以下的吸量管。虽然这种热驱动方法产生了良好的电接触,但在纳米薄片的尖端观察到颗粒状结构,这表明(引用研究人员的话)“在不引起移液管变形的情况下进行TEM观察,对于准确测定亚10纳米奈米片的特性非常重要。”

渡边捷昭和他的同事总结说,他们的方法“非常实用,而且很容易被引入纳米技术”,他们的研究“将为纳米科学的各个领域提供重要的贡献”。

Nanopipettes

纳米薄片通常由石英或玻璃制成,在纳米范围内有一个孔洞。如今,纳米皮片被用于分子传感、化学物质传递和扫描探针显微术。后者是一种通过扫描材料表面的探针来成像材料表面的技术;对于探针,可以使用溶液填充的纳米管。

纳米管的作用通常是使纳米尺寸的物体(溶液中的)能够通过管孔运输和检测。

用溶液完全填充纳米管是很困难的:由于毛细管力的作用,“气泡”几乎总是存在于吸管的尖端。对于孔径不超过10纳米的纳米片来说,去除气泡已经被证明是有问题的。

现在,金泽大学的Shinji Watanabe和他的同事们找到了一种方法来完成一批孔洞约为10纳米的纳米片的填充。该方法基于温度梯度在纳米薄片上的应用,简单有效。

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