(Phys.org) - En un nuevo estudio realizado en el Centro de Materiales a Nanoescala del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), Los investigadores han visto por primera vez el autoensamblaje de cadenas de nanopartículas in situ, es decir, en su lugar, ya que ocurre en tiempo real.

Los científicos expusieron una pequeña "celda" líquida o bolsa que contenía nanopartículas de oro cubiertas con una capa cargada positivamente a un intenso haz de electrones generado con un microscopio electrónico de transmisión. Algunos de los electrones que penetraron en el exterior de la celda quedaron atrapados en el medio fluido de la celda. Estos electrones "hidratados" atrajeron las nanopartículas cargadas positivamente, que con el tiempo redujo la intensidad de carga del revestimiento positivo.

A medida que los electrones hidratados redujeron la carga positiva del revestimiento, las nanopartículas ya no se repelían con tanta fuerza. En lugar de, su atracción relativa recién descubierta llevó a las nanopartículas a "saltar" y eventualmente permanecer juntas en largas cadenas. Este autoensamblaje de cadenas de nanopartículas había sido detectado antes en diferentes estudios, pero esta técnica permitió a los investigadores, por primera vez, para observar el fenómeno tal como ocurrió.

"El comportamiento momento a momento de las nanopartículas es algo que la comunidad científica aún no comprende del todo, "dijo el nanocientífico de Argonne Yuzi Liu, el autor principal del estudio. "El potencial de las nanopartículas en todo tipo de aplicaciones y dispositivos diferentes, desde pequeñas máquinas hasta recolectores de nuevas fuentes de energía, requiere que utilicemos todos nuestros recursos para ver cómo funcionan en los niveles físicos más básicos".

El autoensamblaje es particularmente interesante para los científicos porque podría conducir a nuevos materiales que podrían usarse para desarrollar nuevos, tecnologías relevantes para la energía. "Cuando miramos el autoensamblaje, buscamos utilizar la naturaleza como un trampolín hacia materiales hechos por el hombre, "dijo la nanocientífica de Argonne, Tijana Rajh, quien dirigió el grupo que realizó el estudio.

Debido a que las partículas en estudio eran tan pequeñas, solo unas pocas docenas de nanómetros de diámetro, un microscopio óptico no habría podido resolver, o ver nanopartículas individuales. Mediante el uso de la celda líquida en el microscopio electrónico de transmisión en el Centro de Materiales a Nanoescala, Liu y sus colegas pudieron crear películas cortas que mostraran el rápido movimiento de las nanopartículas cuando sus recubrimientos contactaban con los electrones hidratados.

El estudio, titulado Visualización in situ del autoensamblaje de nanopartículas de oro cargadas, fue publicado en línea en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense .