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石墨烯涂层可以提高成像技术

来自国立首尔大学和曼切斯特大学的研究人员发现,生物样品上的石墨烯涂层有助于消散非破坏性电子显微镜成像期间样品表面的电荷积聚。这种积聚具有破坏性并且妨碍高分辨图像的获取。

目前使用的金或铂涂层意味着研究人员无法获取高分辨的样品图或者采取进一步的定量/定性化学分析,如能量散射谱(EDS)。现在,研究小组发现,由于石墨烯的高导电性,生物样品上的一层石墨烯可以消散生物样品不导电表面的电荷积聚。研究人员解释说,一旦过量的电荷出现在样品表面上,石墨烯膜为这些电荷的迅速消失提供了传导通道,因此可以获得具有高分辨率的电磁图像。另外,石墨烯的高导热性可以使其消散由显微镜的高能电子产生的多余热量,从而防止生物标本的热损伤或变形等。由于石墨烯对于电子束来说是高度透明的,所以电子很容易穿透它深入到样品中。例如,这些电子激发样品内部各原子并最终产生特征X射线,这种射线很容易通过石墨烯膜从样品表面逃脱,从而到达EDS探测器。相反,电子被阻止进入具有金属涂层的生物样品,并且由于金属涂层的大电子散射截面,样品内部产生的任何X射线也不能很容易的逃脱。

研究小组还发现,石墨烯可以用于液相环境中的包封大分子(例如,DNAs或者蛋白质),并且它在真空环境下是稳定的。“这可以使我们获取这些分子内部生物过程中原位且实时的电磁图像,在电磁样品的制备中使用传统的方法很难完成(只在高真空下工作)。

石墨烯涂层可以提高成像技术
覆盖有石墨烯和金属薄膜样品的扫描电镜图像

研究人员说,他们的技术为他们提供了一种探索生物现象的新方法。“例如,我们正在观察具有石墨烯自组装的生物物体在液体中如何被包封”。“并尝试与其他技术相结合,例如低温透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM),已被成功证明可用于观察这些实时的过程,因此,我们认为我们的技术有助于了解这些新的见解。”

相关结果发表在2DMaterials(doi:10.1088/2053-1583/3/4/045004)上

来源:石墨烯网

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