22 november 2017 van 12:45 tot 13:45

Promotie Wessel Vlug

Effecten van opsluiting of bestraling met elektronen op nanodeeltjes

Wessel Vlug bestudeerde het individuele gedrag van colloïdale deeltjes - met afmetingen ruwweg tussen de 10 en 1000 nanometer – die beperkt waren in hun bewegingsvrijheid. Dit is moeilijker naarmate de deeltjes kleiner worden. Hoe kleiner de deeltjes, des te sneller ze bewegen en des te minder licht ze afgeven. Hierdoor kunnen twee afzonderlijke deeltjes die vlakbij elkaar zijn niet altijd uit elkaar gehouden worden.

Vlug synthetiseerde daarom speciale deeltjes, die bestonden uit een enkel deeltje dat gevangen zat in een grotere schil. De beweging van het deeltje in de schil werd vastgelegd met (optische) confocale microscopie. Vervolgens bepaalde hij wat de invloed was van de schil op het mobiele deeltje.

Daarnaast bestudeerde hij deze deeltjes met elektronenmicroscopie, omdat hiermee een veel hogere ruimtelijke resolutie kan worden bereikt. De elektronenbundel waarmee de afbeeldingen gemaakt werden, bleek echter een groot effect te hebben op de deeltjes wanneer die in water gedispergeerd zaten.

De bestraling leidde tot grote plastische deformaties, waarbij de deeltjes eerst in grootte toenamen en vervolgens krompen. Deze transformaties ontstonden hoogstwaarschijnlijk doordat chemische bindingen in de deeltjes verbroken werden door de hoogenergetische elektronen.

Vergelijkbare bundeleffecten traden op wanneer nanokristallen van een ander materiaal, magnesiumoxide, werden blootgesteld aan de elektronenbundel en waterdamp. De bestraling induceerde een chemische reactie waarbij de oxide werd omgezet naar de hydroxide. Dankzij de hoge resolutie was goed zichtbaar hoe het reactiefront gestaag verschoof van het oppervlak naar de kern van het nanokristal.

 Vlug concludeert dan ook dat deze ‘liquid cell’ elektronenmicroscopie een interessante techniek is om het gedrag van nanodeeltjes te bestuderen. Wel moet dan rekening worden gehouden met mogelijke effecten van de elektronenbundel.

Begindatum en -tijd
22 november 2017 12:45
Einddatum en -tijd
22 november 2017 13:45
Promovendus
W.S. (Wessel) Vlug
Proefschrift
Balls, beams and blocks: In situ observation of colloidal particles in confinement and under electron irradiation
Promotor(es)
prof.dr. A. van Blaaderen
Co-promotor(es)
dr.ir. M.A. van Huis