Badania nanomateriałów z wykorzystaniem mikroskopii elektronowej

Monografia zawiera podsumowanie badań nanomateriałów metodami skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Wyniki zostały otrzymane w latach 2010–2021 w trakcie pracy autora przy obsłudze mikroskopów i dzięki współpracy z kilkoma grupami badawczymi. W książce przedstawiono praktyczne aspekty obrazowania, analizy rentgenowskiej i dyfrakcji elektronowej. Opisano warunki syntezy i charakterystykę mikroskopową trzynastu nanomateriałów syntetycznych oraz dwóch nanomateriałów naturalnych. Zaprezentowano również wyniki dwóch eksperymentów in situ wykonanych w TEM.

Wykaz ważniejszych oznaczeń i skrótów / 7
Wprowadzenie / 13

1. Rozważania ogólne na temat interpretacji wyników z mikroskopii elektronowej / 17
1.1. Rozdzielczość i powiększenie / 19
1.2. Pomiary obiektów na obrazach z mikroskopu / 22
1.3. Rodzaj detektora a informacja o składzie chemicznym / 26
1.4. Rodzaj detektora a informacja o topografii / 31
1.5. STEM – dwuznaczny skrót / 33
1.6. Połączenie obrazowania i analizy spektroskopowej / 35
1.7. Pomiary odległości międzypłaszczyznowych / 35

2. Zastosowane techniki mikroskopowe / 39
2.1. Skaningowa mikroskopia elektronowa / 40
2.2. Transmisyjna mikroskopia elektronowa / 41
2.3. Metody mikroskopowo-spektroskopowe i dyfrakcyjne / 42
2.4. Szybki test dla nanomateriałów proszkowych / 43

3. Charakterystyka mikroskopowa nanomateriałów / 45
3.1. Nanomateriały syntetyczne / 46
3.1.1. Wielościenne nanorurki węglowe / 46
3.1.1.1. MWCNTs oczyszczane i utleniane / 50
3.1.1.2. MWCNTs z kompleksem rutenu / 52
3.1.2. Tlenek grafenu / 53
3.1.3. Kompozyty węglowe / 57
3.1.3.1. Sn/SnO w szkielecie tlenku grafenu / 57
3.1.3.2. SiOC/grafit / 59
3.1.3.3. pEDOT/GOx/oxMWCNTs / 63
3.1.3.4. Si/C/SiOC / 65
3.1.4. Nanorurki TiO2 i tlenków mieszanych TiO2-MxOy / 70
3.1.5. Mikrosfery TiO2 z nanocząstkami Ag, Au, Pt lub Pd / 74
3.1.6. Kropki kwantowe Bi2S3 domieszkowane lantanowcami osadzone na TiO2 / 79
3.1.7. SrTiO3 z nanocząstkami Pt / 83
3.1.8. Krystaliczny i amorficzny WO3 / 87
3.1.9. Różnorodne kształty GdVO4 / 91
3.2. Nanomateriały naturalne / 94
3.2.1. Klinoptylolit / 94
3.2.2. Gagat / 98

4. Synteza cienkich warstw wielościennych nanorurek węglowych – nieco więcej niż charakterystyka mikroskopowa / 103
4.1. Materiały / 105
4.2. Synteza / 105
4.3. Wyniki / 107
4.4. Mechanizm hopping growth MWCNTs / 113

5. Badania in situ w TEM / 117
5.1. Generowanie nanocząstek bizmutu w strumieniu elektronów / 117
5.2. / Rozwinięcie wielościennej nanorurki węglowej / 120

Wnioski i perspektywy / 125
Zbiorcza charakterystyka mikroskopowa badanych nanomateriałów / 129
Ernst Ruska – twórca mikroskopii elektronowej / 135
Opracowania ogólne na temat nanomateriałów i mikroskopii elektronowej / 139
Publikacje współautorskie wykorzystane w monografii / 141
Informacja o obrazach mikroskopowych i fotografiach wykorzystanych w monografii / 145
Podziękowania / 147
Literatura / 149

Grzegorz Trykowski