曼彻斯特大学 信用:CC0公共领域 科学家们使用了一种获得诺贝尔奖的金属混合物化学技术，有可能降低电动汽车燃料电池的成本，减少传统汽车的有害排放
研究人员翻译了一项获得2017年诺贝尔化学奖的生物技术，以揭示金属纳米粒子的原子尺度化学
这些材料是燃料电池等能量转换系统最有效的催化剂之一
这是该技术首次用于此类研究
这些粒子有一个复杂的星形几何形状，这项新的工作表明，边缘和角落可以有不同的化学物质，现在可以用来降低电池和催化转换器的成本
2017年诺贝尔化学奖授予了约阿希姆·弗兰克、理查德·亨德森和雅克·杜博切特，以表彰他们在单粒子重构技术方面的先驱作用
这种电子显微镜技术揭示了大量病毒和蛋白质的结构，但通常不用于金属
现在，曼彻斯特大学的一个团队与牛津大学和麦格理大学的研究人员合作，利用诺贝尔奖获奖技术制作了由几千个原子组成的金属纳米粒子的三维元素图
他们的研究发表在《纳米快报》杂志上，证明了在纳米尺度上绘制三维不同元素的地图是可能的，从而避免对正在研究的粒子造成损害
金属纳米粒子是许多催化剂的主要成分，例如用于转化汽车尾气中有毒气体的催化剂
它们的有效性在很大程度上取决于它们的结构和化学性质，但是由于它们非常小的结构，需要电子显微镜来对它们成像
然而，大多数成像仅限于二维投影
曼彻斯特大学材料学院的萨拉·黑格教授说:“一段时间以来，我们一直在研究利用电子显微镜中的断层扫描来绘制元素的三维分布。”
“我们通常旋转粒子，从各个方向拍摄图像，就像医院的电脑断层扫描一样，但这些粒子的破坏速度太快，无法构建三维图像
生物学家使用不同的方法进行三维成像，我们决定探索这是否可以与光谱技术一起用于绘制纳米粒子内部的不同元素
" “像‘单粒子重建’一样，该技术通过对许多粒子成像并假设它们在结构上完全相同，但相对于电子束排列在不同的方向上来工作
然后图像被输入计算机算法，该算法输出三维重建
" 在本研究中，新的三维化学成像方法已用于研究铂镍(铂镍)金属纳米粒子
同样来自材料学院的第一作者易补充道:“铂基纳米粒子是燃料电池和电池组等应用中最有效、应用最广泛的催化材料之一
我们对三维局部化学分布的新见解可以帮助研究人员设计更好的低成本高效率催化剂
" 作者Dr
托马斯·斯莱特
“我们希望它能提供一种快速可靠的纳米粒子群成像方法，这是加快纳米粒子合成优化所急需的，可用于生物医学传感、发光二极管和太阳能电池等广泛应用
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