O químico de Rice University ganha a concessão grande para estudar superfícies pequenas

É uma coisa para começar uma reacção química e para obter um resultado, mas é uma bastante outra coisa para olhá-lo em andamento. O químico Matt Jones de Rice University quer vê-lo acontecer.

Jones ganhou uma bolsa de estudo prestigiosa de Packard para a ciência e a engenharia, uma de cinco anos, concessão $875.000 para levar a cabo a pesquisa que estica as capacidades do seu laboratório. A concessão é concedida a somente 18 membros da faculdade adiantados da carreira um o ano e pretendida promover fronteiras novas em sua pesquisa.

Jones usará a concessão para desenvolver técnicas no campo relativamente novo da microscopia de elétron de transmissão líquida da pilha (TEM) para ver processos químicos no tempo real na escala atômica. O campo era o assunto de um papel de revisão recente por Jones em letras da energia de ACS.

“TEM é uma ferramenta experimentado-e-verdadeira da caracterização que seja desenvolvida por décadas e seja extremamente útil para olhar todo o tipo das coisas,” disse Jones, o normando e o professor adjunto de Hackerman do gene da química. “Tem muito de alta resolução. Nós podemos ver colunas individuais dos átomos nestas imagens.

“Mas a fim recolhê-los, o instrumento está sob o vácuo alto,” disse. “Se você põe um líquido em um vácuo, evapora.”

Jones aprendeu durante uma restrição pos-doctoral no University of California, Berkeley, usar as pilhas seladas hermeticamente que prendem quantidades minúsculas de líquido em uma câmara com indicadores mícron-feitos sob medida que permitem que o feixe de elétron passe completamente.

“Isto deixa-nos agora usar toda a tecnologia que é desenvolvida para TEM e para o leverage para olhar ao longo do tempo processos dinâmicos em um líquido,” ele disse.

Melhore ainda, as pilhas permitem que o líquido flua na câmara por encomenda assim que as reacções podem ser capturadas desde o início. Disse que as pilhas podem igualmente ser eléctrodos calorosos ou incorporados para o estudo das baterias ou de outros processos eletroquímicos.

O passo de Jones à fundação de Packard era centrar-se a técnica sobre as reacções de superfície, um factor crítico na catálise e outros processos industriais. Os objetivos iniciais do laboratório são capturar o vídeo da síntese nanocrystal, biofouling da proteína de dispositivos médicos e a catálise própria.

“Eu penso que há umas perguntas científicas fundamentais interessantes a levar a cabo em cada um daquelas categorias, mas todos os três delas têm ramificação potencial importantes da aplicação também,” disse.

As propriedades dos nanocrystals feitos pelo laboratório de Jones são determinadas por seus tamanhos e formas, assim que vê-los formar será uma revelação, disse.

“Estas partículas estão indo ser importantes para aplicações tecnologicos,” Jones disse. “Há agora as televisões que têm pontos do quantum, assim que os nanocrystals estão alcançando a fase da comercialização. Mas fundamental, nós temos muito pouco compreensão de como crescem.”

O estudo biofouling verá o que acontece a dispositivos médicos e outros “quando você os pôs que em uma solução com um grupo das proteínas, como o sangue ou o plasma,” Jones disse.

“O que quer que a solução, todos os tipos das coisas começa colar à superfície e as proteínas podem desnaturar,” disse. “Que pode induzir uma resposta imune se está em seu corpo. Se nós podemos olhar o processo acontecer, não haverá nenhuma interpretação indirecta dos dados. Você verá exactamente o que faz.”

Jones chamou sua terceira área de interesse, catálise, “o processo de superfície quintessencial da ciência.”

“É havido muito bom, trabalho fundamental neste campo, mas as reacções de observação acontecem considerar como as moléculas ou as partículas individuais se comportam são um fragmento de informação que seja não disponível à ciência neste momento,” ele disseram. “Uma vez que nós compreendemos como um catalizador trabalha, nós podemos potencial fazê-lo uns materiais a mais eficientes ou achados que realizem a mesma reacção que é mais abundante e mais barato, usem menos energia ou se emitam menos dióxido de carbono.”

Jones disse que a parte da tracção ao arroz era a série dos microscópios electrónicos avançados instalados em 2015 em Brockman Salão. “Nós temos um dos microscópios electrónicos os mais poderosos da transmissão em America do Norte, e equipou com equipamento da espectroscopia,” disse. “A líquido-pilha de conexão TEM à espectroscopia não foi feita realmente ainda, mas realiza-se em nosso futuro. Será pura se nós podemos obter a informação espectroscópica dos processos dinâmicos.”

Espera todas as habilidades novas impulsionar a missão preliminar do seu laboratório: o conjunto de baixo para cima dos nanoparticles em materiais inorgánicos úteis, incluindo materiais adaptáveis com propriedades ópticas e mecânicas originais para metamaterials, armazenamento de energia e aplicações biológicas.

“Nós tínhamos planeado fazer de qualquer maneira todo este trabalho, mas obter o Packard é a cereja na parte superior,” disse.

Source: http://news.rice.edu/2018/10/15/big-award-enables-study-of-small-surfaces/