El químico de Rice University gana la recompensa grande para estudiar pequeñas superficies

Es una cosa para comenzar una reacción química y para conseguir un resultado, pero es muy otra cosa para mirarlo en curso. El químico Matt Jones de Rice University quiere verlo suceso.

Jones ha ganado una beca prestigiosa de Packard para la ciencia y la ingeniería, un de cinco años, concesión $875.000 para perseguir la investigación que estira las capacidades de su laboratorio. La concesión se concede a solamente 18 miembros del profesorado tempranos de la carrera al año y se piensa para ascender nuevas fronteras en su investigación.

Jones utilizará la concesión para desarrollar técnicas en relativamente el nuevo campo de la microscopia electrónica de transmisión líquida de la célula (TEM) para ver procesos químicos en tiempo real en la escala atómica. El campo era el tema de un papel de revista reciente de Jones en cartas de la energía de ACS.

“TEM es una herramienta probado-y-verdadera de la caracterización que se ha desarrollado por décadas y es extremadamente útil para observar toda la clase de cosas,” dijo Jones, el normando y al profesor adjunto de Hackerman del gen de la química. “Tiene muy de alta resolución. Podemos ver olumnas individuales de átomos en estas imágenes.

“Pero para cerco las, el instrumento está bajo alto vacío,” él dijo. “Si usted pone un líquido en un vacío, se evapora.”

Jones aprendió durante una restricción postdoctoral en la Universidad de California, Berkeley, utilizar las células selladas herméticamente que atrapan cantidades minuciosas de líquido en una cámara con las ventanas micrón-clasificadas que permiten que el haz electrónico pase a través.

“Esto ahora nos permite utilizar toda la tecnología que se desarrolla para TEM y leverage lo para mirar procesos dinámicos en un cierto plazo en un líquido,” él dijo.

Mejore todavía, las células permiten que el líquido fluya en la cámara a pedido así que las reacciones se pueden capturar desde el principio. Él dijo que las células pueden también ser electrodos heated o incorporados para el estudio de baterías o de otros procesos electroquímicos.

El tono de Jones al asiento de Packard era centrarse la técnica en las reacciones superficiales, un factor crítico en catálisis y otros procesos industriales. Las metas iniciales del laboratorio son capturar el vídeo de la síntesis nanocrystal, biofouling de la proteína de aparatos médicos y la catálisis sí mismo.

“Pienso que hay preguntas científicas fundamentales interesantes a perseguir en cada uno de esas categorías, pero los tres de ellas tienen ramificaciones potencialmente importantes del uso también,” él dijo.

Las propiedades de los nanocrystals hechos por el laboratorio de Jones son determinadas por sus tallas y formas, así que verlas formar serán una revelación, él dijo.

“Estas partículas van a ser importantes para los usos tecnológicos,” Jones dijo. “Ahora hay las televisiones que tienen puntos del quantum, así que los nanocrystals están alcanzando el escenario de la comercialización. Pero fundamental, tenemos muy poco comprensión de cómo crecen.”

El estudio biofouling verá qué suceso a los dispositivos médicos y otros “cuando usted los puso en que una solución con un manojo de proteínas, como sangre o plasma,” Jones dijo.

“Sea cual sea la solución, toda clase de cosas comienza a adherir a la superficie y las proteínas pueden desnaturalizar,” él dijo. “Que puede sacar una inmunorespuesta si está en su carrocería. Si podemos mirar el proceso suceso, no habrá interpretación indirecta de los datos. Usted verá exactamente lo que hace.”

Jones llamó su tercer campo de interés, catálisis, “el proceso superficial quintaesencial de la ciencia.”

“Se hay mucho trabajo bueno, fundamental en este campo, pero las reacciones de observación suceso considerar cómo las moléculas o las partículas individuales se comportan son un fragmento de información que es inasequible a la ciencia en el momento,” él dijeron. “Una vez que entendemos cómo un catalizador trabaja, podemos potencialmente hacerlo materiales más eficientes o hallazgos que logren la misma reacción que es más abundante y más barato, utilicen menos energía o emitan menos dióxido de carbono.”

Jones dijo que la parte del drenaje al arroz era la habitación de los microscopios electrónicos avanzados instalados en 2015 en Brockman Pasillo. “Tenemos uno de los microscopios electrónicos más potentes de la transmisión en Norteamérica, y ha equipado con el equipo de la espectroscopia,” él dijo. La “líquido-célula que conectaba TEM a la espectroscopia no se ha hecho realmente todavía, sino que es en nuestro futuro. Estará aseada si podemos conseguir la información espectroscópica de procesos dinámicos.”

Él prevee que todas las nuevas habilidades refuercen la misión primaria de su laboratorio: el montaje ascendente de nanoparticles en los materiales inorgánicos útiles, incluyendo los materiales adaptantes con las propiedades ópticas y mecánicas únicas para los metamaterials, el almacenamiento de energía y los usos biológicos.

“Habíamos proyectado hacer todo este trabajo cueste lo que cueste, pero conseguir el Packard es la cereza en capota,” él dijo.

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