우리는 감사 하는 평화로운 북 서 국립 연구소 (PNNL) 핵 과정 과학 이니셔티브 (NPSI)-지원에 대 한 실험실 지시 연구와 개발 (LDRD) 기금. 박사 Sayandev Chatterjee 합성된 boehmite 입자 제공. 경 음악 액세스 W. R. 윌 환경 분자 과학 실험실 (EMSL) 일반 사용자 제안을 통해 제공 되었다. EMSL은 사무실의 생물학과 환경 연구 (BER) PNNL에 주최 국가 과학적인 사용자 시설입니다. PNNL는 Battelle 계약 드 AC05 76RL01830 아래 DOE에 대 한에 운영 됩니다.

1. AlOOH 액체 샘플 준비 참고: 표본 또는 챔버 내부에 SEM 맨 손으로 만지지 마십시오. 파우더 무료 장갑 항상 때 SALVI 장치를 처리 하 고 SEM에 장착 무대 표면 분석 하는 동안 잠재적인 오염을 방지 하기 위해 착용 한다.
<ol><li><ol>AlOOH 재고 솔루션 (1 mg/mL) <li>10mg 10 mL 디 물 솔루션을 만들고 1 mg/mL AlOOH 주식에 AlOOH 분말의 분해.</li>
		<li>Ultrasonicate 5 분에 대 한 재고 솔루션 
		참고: 재고 솔루션의 pH는 약 4.6 산도 미터에 의해 측정. PH의 해결책 조정 및 그것은이 작품에 사용 되지.</li>
	</ol></li> <li>10 µ g/mL의 희석 솔루션 <ol><li>1 mg/mL AlOOH 재고 솔루션 10 µ g/mL을 1 mL 피 펫을 통해 99 mL 디 물에 분배 하 여 희석.</li>
		<li>Ultrasonicate 5 분에 대 한 솔루션 
		참고: 재고 솔루션의 pH는 약 5.8 희석 후 pH 미터에 의해 측정.</li>
	</ol></li></ol> 2. 코트 탄소 SALVI 죄 막 창 스퍼터 <ol><li>삽입 막대 홀더에 탄소 막대. 
	참고: 막대 홀더는 경첩 단된 뚜껑에 연결 된 조각으로 확인 될 수 있다.</li>
	<li>핀셋의 쌍을 사용 하 고는 SALVI에 테이프를 조심 스럽게 제거 &#39; s 죄 막 창 프레임. 
	참고: 테이프 표면 분석 전에 죄 멤브레인을 보호 하기 위해 사용 됩니다.</li>
	<li>챔버 내부에 탄소 coater는 coater의 무대에서 SALVI 장치의 소계 튜브를 해결 하기 위해 탄소 테이프를 사용 하 여 똑바로 SALVI 장치를 보호 합니다. 뚜껑을 닫습니다.</li>
	<li>보도 &#34; 전원 &#34; 진공 펌프를 시작 하는 버튼.</li>
	<li>보도 &#34; 전압 &#34; 탄소 coater의 전면 패널에서 단추와 4.6 V까지 조정 하 여 값을 설정 (&#9650;)와 아래 (&#9660;)이이 작업에 대 한 단추. 
	참고: 전압 설정은 다양 한 탄소 coaters에 따라 달라질 수 있습니다.</li>
	<li>코팅 두께 모니터 전환 하 여 그것의 &#34; 파워 &#34; 버튼. 취소의 화면에 표시 읽기 &#34; 두께 (nm) &#34; 버튼을 눌러 0 &#34; 0 &#34; 읽기 0이 아닌 경우. 보도 &#34; 타이머 &#34; 탄소 coater에서 &#39; s 30을 증 착 시간을 설정 하려면 전면 패널 위쪽을 조정 하 여 s (&#9650;)와 아래 (&#9660;) 단추.</li>
	<li>계속 탄소 coater &#39; s 작동 모드 전환 버튼으로 자동 &#34; 자동 &#9668; &#9658; 수동 &#34;를 &#34; 자동 &#34;. 스위치는 &#34; 시작/중지 &#34; 버튼을 &#34; 시작 &#34; 진공 탄소 coater에서 진공 게이지에 의해 측정 된 약 4 × 10 -4 mbar를 도달 하는 때 &#39; s 전면 패널.</li>
	<li>두께 모니터 나타냅니다 탄소 코팅 20에 도달 했습니다 일단 nm, 보도 &#34; 중지 &#34; 코팅 프로세스를 종료 하 고 진공 물개 환기 버튼.</li>
	<li>뚜껑 열고 꺼내 장치를 처리할 때 비닐 장갑을 사용 하 여 탄소 코팅 SALVI 장치. 
	참고: 탄소와 샘플 코팅 충전 효과 억제 하 여 sem의 이미징에 필요한 SE 신호 개선 샘플에 전도성 레이어를 만듭니다. 장치 sem의 단계에서 설치 될 준비가 될 때까지 안전 하 게 커버와 깨끗 한 페 트리 접시에 코팅된 장치를 저장 합니다. 수 있도록 죄 막 충분히 코팅, 코팅 후 장치를 시각적으로 확인 하는 것이 좋습니다. 스퍼터 코팅의 두 번째 시간 10까지 측정 두께 함께 적용할 수 있는 코팅 하지 않으면 충분히 두꺼운, nm.</li>
</ol> 3. 장치 및 사용 SEM/Focused 이온 빔 (거짓말)는 게 Apertures을 SALVI 죄 막 사용 하 여 거짓말에 탑재 <ol><ol><li>오픈 SEM 악기에 관련 된 현미경 제어 소프트웨어를 sem의 견본 약 실 열고 <li>컨트롤 컴퓨터. 
		참고: 제어 소프트웨어 SEMs 다양 한 인해 다를 수 있습니다.</li>
		<li>클릭 하 여 견본 약 실 환기 &#34; 환기 &#34; 아래 관련된 현미경 제어 소프트웨어의 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI)에 &#34; 빔 제어 &#34; 챔버 문 열려면 탭.</li>
		<li>신중 하 게 (완료 한 후 배기) 챔버 문 엽니다.</li>
	</ol></li> <li>SEM 스테이지로 SALVI 장치 탑재 참고: 경우 그것은 그대로 시각적으로 보고 죄 막의 표면을 확인 하거나 장착 하기 전에 가벼운 현미경을 사용 하 여. Sem의 무대에 마운트 SALVI 장치 견본 챔버 내부 Everhart Thornley 탐지기 (ETD) 검출기를 만지지 해야 합니다.
	<ol><li>선택 표준 현미경 샘플 홀더 토막입니다. 적절 한 볼트와 육각 렌치를 사용 하 여 무대의 중심에는 스텁 수정.</li>
		<li>스텁 탄소 이중 면 테이프의 두 스트립 위.</li>
		<li>스틱 세 신 막 면 스텁에 탄소 테이프에 SALVI 장치</li>
		<li>안전 하 게 SEM 금속 스텁 SALVI PDMS 블록 바인딩할 구리 테이프 한 면의 추가 2 개의 스트립을 사용 하 여 스텁에 SALVI 무력화. 또한, 구리 테이프를 사용 하 여 죄 프레임과 금속 스텁 연결 하. 테이프가 완전히 죄 막 커버 하지 않는 다는 것을 확인. 
		참고: 탄소와 구리 테이프의 사용 수 있도록 SEM 측정 중 죄 막에서 제거를 위한 연속 접지 경로. 그것은 접지를 보장 하 고 분석 하는 동안 충전 감소 하기 때문에 죄 프레임의 가장자리에 테이프의 위치를 확실히 중요 하다. 장치의 하단 탄소 이중 면 테이프를 통해 SEM 스텁 전체 접촉이 있어야 합니다. 테이프 처리의 가능한 손상을 방지 하려면 죄 막을 커버 하지 해야 합니다.</li>
	</ol></li> <li>견본 챔버를 펌프 <ol><li>견본 약 실 문을 닫습니다. 선택은 &#34; 높은 진공 &#34; 아래 SEM 소프트웨어 GUI 모드는 &#34; 빔 제어 &#34; 페이지.</li>
		<li>클릭은 &#34; 펌프 &#34;에 단추는 &#34; 빔 제어 &#34; 진공 청소기로 청소를 시작 하 고 적용 하 압력 손으로 챔버 문 원하는 진공 설정 될 때까지 페이지. 
		참고: 챔버 압력 이상 1.0 × 10 -5 Torr 도달 해야 하 고 이미징 하기 전에이 값 이하로 꾸준히 유지 해야 합니다. 이 영상에 대 한 높은 해결 해상도 사용 하는 중요 한 단계입니다. 압력 설정 GUI의 오른쪽 모서리에서 모니터링할 수 있습니다.</li>
	</ol></li> <li>거짓말을 사용 하 여 죄 막에 구멍을 만들어 <ol><li>영역을 클릭 하 여 이미징 전자 빔 활성화는 &#34; 일시 중지 &#34; 도구 모음에 아이콘. 클릭 하 여 전자 빔 켜고는 &#34; 빔에 &#34;에 단추는 &#34; 빔 제어 &#34; 페이지. ETD 검출기 및 SE 모드에서 이미지를 선택 하는 &#34; 감지기 &#34; 드롭 다운 메뉴. 
		참고: 검출기는 SEMs의 다른 구성을 인해 달라질 수 있습니다. 렌즈 검출기 액체 SEM 분석에 대 한 적용 됩니다.</li>
		<li>링크는 Z 좌표 값을 실제 Free를 클릭 하 여 작업 거리 (FWD) 값은 &#34; 링크 &#34; 도구 모음에 아이콘. 좌표의 텍스트 상자에 숫자 10을 입력 하 여 작동 거리 (WD) 10 mm로 설정 &#34; Z &#34;에 &#34; 탐색 &#34; 때 페이지는 &#34; 실제 &#34; 거리 선택. 
		참고: WD SEMs 다양 한 인해 다를 수 있습니다.</li>
		<li>0.47 나, 8 가속 전압에 전자 빔의 전류를 설정 케빈, 그리고 해상도를 1024 × 884에서 해당 목록 영역을 이미징 하는 전자 빔에서 도구 모음에 표시 하는 상자. 
		참고: 전류와 전압 설정을 다른 SEMs에 따라 달라질 수 있습니다.</li>
		<li>복잡 하 게 아닌 (0.2 m m x 1.5 m m)를 찾아는 &#34; X &#34;와 &#34; Y &#34; 제어 모니터에 라이브 이미지 관찰 하 수동 사용자 인터페이스 (MUI) 보드에 손잡이 이동. 마우스를 사용 하 여 다른 한쪽에서는 아닌에 평행 하는 선을 그립니다. 클릭 &#34; xT 맞춤 기능 &#34;의 메뉴 드롭 다운에서 &#34; 단계 &#34; 선택 하 고 도구 모음에서 탭 &#34; 수평 &#34;는 아닌 정렬.</li>
		<li>준비가 무대 기울기 0 °에서 값을 선택 하 여는 &#34; T &#34; 목록 상자에는 &#34; 탐색 &#34; 페이지. 근처에 아닌 명백한 입자 기능을 찾아서 사용 하 여 스테이지를 이동 하 여 노란색 십자가 아래 센터는 &#34; X &#34;와 &#34; Y &#34; 손잡이 이동. 1000 X와 트위스트 기능 확대는 &#34; 대비 &#34;, &#34; 밝기 &#34;, &#34; 대략 &#34;, 및 &#34; 좋은 &#34; 입자 기능의 이미지를 최적화 하려면 MUI에 손잡이.</li>
		<li>경사 15 ° 단계에서 값을 선택 하 여는 &#34; T &#34; 목록 상자에는 &#34; 탐색 &#34; 페이지. 사용 &#34; Z 제어 &#34; 바퀴 기능 전자 빔 후 무대를 기울이면 지역 이미징의 화면에 노란색 십자가 아래 다시 끌어서 마우스를 아래로 눌러.
		<ol><li>무대 다시 30 ° 기울기와 다시는 십자가 사용 하 여 아래 기능을가지고 있는 &#34; Z 제어 &#34;. 0 °로 다시 무대를 기울기 고 기능;의 위치를 관찰 eucentric 높이 확인 기능이 크게 이동 하지 않습니다 경우. 
			참고: eucentric 높이 찾기 이온 빔과 전자 빔 정밀 밀링 좋은 거짓말을 달성 하기 위해 동일한 위치에 초점을 계속 수행 됩니다. 기능은 0 °로 다시 무대를 기울이기 후 크게 이동 하는 경우 단계 3.4.6에서에서 프로세스를 반복 합니다. 최고의 정확도 대 한 각 새로운 탑재 된 샘플에 대 한 eucentric 높이 조정 합니다.</li>
		</ol></li> <li>52 ° 단계에서 값을 선택 하 여 기울기는 &#34; T &#34; 목록 상자에는 &#34; 탐색 &#34; 페이지. 
		참고: 틸팅도 SEMs 다양 한 인해 다를 수 있습니다.</li>
		<li>비활성화는 &#34; 일시 중지 &#34; 이온 빔 이미징 영역에 있는지 확인 버튼을 클릭 하 여 도구 모음에 아이콘. 갈륨 소스 이온 빔에 클릭 하 여 설정 된 &#34; 빔에 &#34; 아래 단추는 &#34; 빔 제어 &#34; 페이지.
		30의 이온 빔 가속 전압을 설정 하는 <ol><li>케빈과 빔 0.3 나 해당 전압 및 현재 목록 상자에서이 값을 선택 하 여 도구 모음에 있는 현재. 게는 아닌이 센터 지역 이미징.</li>
		</ol></li> <li>의 목록 상자에서이 기능을 선택 하 여 패턴으로 동그라미를 선택 &#34; 패턴 &#34;에 &#34; 패턴화 &#34; 페이지. 설정는 &#34; 외경 &#34; 1 µ m는 &#34; 안 직경 &#34; 0 µ m는 &#34; Z 크기 &#34; 500 nm, 그리고 &#34; 연연 시간 &#34; 해당 텍스트 상자에 1 µs에.
		<li>유형 <ol>&#34; 시 &#34;에 &#34; 응용 프로그램 &#34; 텍스트 상자에 대 한-에--밀링할 검색 창이의 주요 구성 요소는 실리콘 나이트 라 이드 때문에. 클릭은 &#34; 메뉴/시작 패턴 패턴 &#34;는 아닌 커버 검색 창에 구멍을 밀링 시작 버튼. 둥근 구멍의 시리즈를 밀링 과정 여러 번을 반복 합니다. 실험에서 여러 가지 구멍을 만들 수 있습니다. 
			참고: 구멍은 다른 아닌의 한쪽에서 떨어져 100 µ m. 죄 막에 빔을 피해를 최소화 하기 위해 빠르게 이동 합니다. 프로세스를 보통 밀링 SEM 거짓말의 추적 하 고 쉽게는 apertures 번호 아닌 매우 왼쪽 또는 오른쪽 측면에서 시작 됩니다. 연산자는 아래 또는 채널 및 개인 취향의 방향에 따라 위 로부터 선택할 수 있습니다. Sem의 거짓말 밀링 인지 확인 완료 하 고 적절 한 표본에서 apertures에서 탐색할 수 있도록.</li>
		</ol></li></ol></li> <li>SEM/거짓말 후 챔버 환기 <ol><li>0 °로 다시 무대에서 0을 선택 하 여 기울기는 &#34; T &#34; 목록 상자에는 &#34; 탐색 &#34; 페이지. 클릭 하 여 전자 빔, 이온 빔 해제 &#34; 빔에 &#34; 때 해당 빔 지역 영상 활성화 됩니다. 클릭 &#34; 환기 &#34;에 &#34; 빔 제어 &#34; 페이지 견본 약 실 환기.</li>
	</ol></li></ol> 4. 액체 샘플 SALVI 로드 <ol><li><ol><li>SALVI 디 물을 사용 하 여 청소 신중 하 게 그것은 완전히 배출 된 후 SEM 챔버 문 열고 하 고 무대에 SALVI 장치를 두고. 
		참고: 장치를 탑재 하 고 초점에 시간을 절약 하려면 것이 좋습니다 샘플을 로드할 때 무대에 장치를 유지 하.</li>
		<li>1 디 물 살 균 주사기로, 주사기, 소계 튜브 어댑터를 사용 하 여 미세 소자의 입구와 연결 그리고 3-5 분에 대 한 액체를 천천히 주입 
		참고: 주사기 펌프는 SALVI에 주입 솔루션은 필요한 모든 단계에 대 한 좋습니다. 이것을 설정 하 여 1 mL 균 주사기 포함 하는 솔루션 일정 한 속도로 흐름-주사기 펌프를 이용 하 여 100-250 µ L/분의 유량을 줄일 수 있는 피해 가능성이 죄 막이이 단계에서 수행할 수 있습니다.</li>
		<li>단계 4.1.2 세 번 10 µ g/mL AlOOH, 샘플의 농도 위해 1 단계에서 준비의 1 mL를 사용 하 여 탑재 디 물에 의해 희석 하지 반복.</li>
		<li>는 주입 후 주사기를 제거. 입구와 출구의 SALVI 폴 리 에테르 에테르 케 톤 연합을 사용 하 여 연결 합니다. 실험실 잎사귀와 SALVI 외부 액체를 건조. 소계 튜브 또는 아닌 어떤 거품이 있다면 다시 실행 AlOOH 샘플 주입 없이 거품 소계 튜브 내에서 볼 수 있습니다 때까지. 
		참고: 손가락 강화 폴 리 에테르 에테르 케 톤 연합. 사용 하지 마십시오 너무 많은 강도 연합을 강화 하는 때 죄 막에 손상 될 수 있습니다 SALVI 장치 안에 중요 한 내부 압력 증가 만들지 마십시오. 
		참고:는 아닌 내부 거품 수 있습니다 스캔 영향을 원인과 이미지 쉬ift입니다. 장치 이외의 모든 액체는 진공 상태에 영향을 미칠 것입니다, 그리고 따라서 SALVI과 소계 튜브의 외부 해야 철저 하 게 건조 진공 챔버에 삽입 하기 전에. 또한, 장치에 물리적 손상 (예를 들어, 튜빙, 깨진 죄 막 창에) 유출 하는 필요는 없습니다. 그렇지 않으면, 챔버 압력 원하는 높은 진공 도달 하지 않을 수 있습니다, 튜브, 거품 형성 수 있습니다 및 액체 샘플 진공 청소기로 청소 하는 동안 손실 됩니다.</li>
	</ol></li></ol> 5. 액체 현미경 이미징 및 원소 분석 실시 <ol><li><ol><li>ETD 검출기 SE 모드를 사용 하 여 이미지 견본 챔버 문 닫습니다. 선택은 &#34; 높은 진공 &#34; 아래 SEM 소프트웨어 GUI 모드는 &#34; 빔 제어 &#34; 페이지. 클릭은 &#34; 펌프 &#34;에 단추는 &#34; 빔 제어 &#34; 진공 청소기로 청소를 시작 하 고 원하는 진공 설립 때까지 챔버 문에 손 압력을 적용 하는 페이지.</li>
		<li>활성화 영역을 클릭 하 여 이미징 전자 빔은 &#34; 일시 중지 &#34; 도구 모음에 아이콘. 클릭 하 여 전자 빔 켜고는 &#34; 빔에 &#34;에 단추는 &#34; 빔 제어 &#34; 페이지. ETD 검출기 및 SE 모드에서 이미지를 선택 하는 &#34; 감지기 &#34; 드롭 다운 메뉴.
		8 가속 전압을 설정 하는 <ol><li>케빈과 빔 전류 0.47 nA에 해당 목록 상자 이미징 영역 전자 빔에서 GUI 도구 모음에 표시 됩니다. 숫자를 입력 하 여 WD 7 mm로 설정 &#34; 7 &#34; 좌표 텍스트 상자에 &#34; Z &#34;에 &#34; 탐색 &#34; 때 페이지는 &#34; 실제 &#34; 거리 선택. 
			참고: 빔 전압, 전류 및 작동 거리의 매개 변수 다른 SEMs에 따라 달라질 수 있습니다.</li>
		</ol></li> <li>1000 ×를 트위스트 기능 확대는 &#34; 대비 &#34;, &#34; 밝기 &#34;, &#34; 대략 &#34;, 및 &#34; 좋은 &#34; 입자 기능의 이미지를 최적화 하려면 MUI에 손잡이.</li>
		<li>전자 빔 왜곡 하 여 영역을 이미지의 라이브 영상에 첫 번째 구멍 센터는 &#34; X &#34;와 &#34; Y &#34; MUI 보드에 손잡이 이동. 복잡 하 게 확대 200000 × 입자 이미지 확대는 &#34; 확대 &#34; MUI 보드에 손잡이. 화면 해상도 선택 &#34; 1024 × 884 &#34; 도구 모음에서 목록 상자에서.</li>
		<li>도구 모음에서 목록 상자에서 30 µs로 스캔 속도 설정합니다. 전자 빔 이미징 영역에에서 표시 된 현재 이미지의 스냅샷을 F4 키를 누릅니다.</li>
		<li>증분 번호를 포함 하 여 정의 된 파일 이름으로 이미지 as.tif 파일을 원하는 위치에 저장 하려면 Ctrl + S 키.</li>
		<li>왜곡 하 여 축소는 &#34; 확대 &#34; 노브를 다음 인접 한 구멍을 찾습니다. 반복 단계 5.1.4-구멍의 나머지 부분에 AlOOH 입자 이미지를 5.1.6 작업.</li>
	</ol></li> <li>EDX를 사용 하 여 원소 분석 <ol><li>에너지 흩어지는 분광학 (EDS) 검출기 챔버에 삽입.</li>
		<li>전자 빔 이미징 영역에 샘플을 보기 위해 현미경 제어 모니터 및 SE 모드에 ETD 검출기를 선택 합니다. 8로 가속 전압을 설정 케빈, 0.47 나 고 7 m m 단계 5.1.2에서에서 설명한 WD 전류.</li>
		<li>복잡 하 게 확대 200000 X와 함께 각 구멍에 AlOOH 입자 확대는 &#34; 확대 &#34; MUI 보드에 손잡이. 
		참고: 전자 빔 더 지역화 된 원소 정보를 제공 하기 위해 같은 자리에 초점을 유지. AlOOH의 이미지 그림 1a에 제공 됩니다.</li>
		<li>오픈 관련된 EDAX 소프트웨어. 
		참고: 관련된 소프트웨어 다른 악기에 따라 달라질 수 있습니다 &#39; 구성.</li>
		<li>클릭 &#34; 새로운 스펙트럼을 녹음을 시작 &#34; 사용자 인터페이스 (UI)를 수집 EDX 스펙트럼에서에서. 선택 &#34; 피크 ID &#34; 스펙트럼의 가능한 요소를 선택 하. 입력 관찰된 요소, 예를 들어,이 경우에, 산소에는 &#34; 요소의 &#34; 필드. 클릭 &#34; 추가 &#34; 스펙트럼에 요소를 적용 하.</li>
		<li>클릭 &#34; 파일 &#34;을 클릭 하 고 &#34;으로 저장 &#34;. 추가 플롯 그래프 소프트웨어를 사용 하 여 원하는 파일 이름을 사용 하 여 스펙트럼 데이터 in.csv 형식으로 저장.</li>
		<li>단계 5.3.3-5.3.6 각 구멍에서 EDX 스펙트럼을 기록 하는 작업을 반복.</li>
		<li>클릭 하 여 전자 빔 해제를 마친 후 이미징 및 스펙트럼 구멍의 각각에 대 한 기록, &#34; 빔에 &#34;에 단추는 &#34; 빔 제어 &#34; 이미징 영역 전자 빔에 때 페이지. 클릭 하 여 sem의 챔버 환기 &#34; 환기 &#34; 동일한 페이지에. 조심 스럽게 챔버 문 오픈 후 모든 테이프를 제거 하 여 무대에서 샘플을 걸릴.</li>
		<li>빈 아닌 디 물 사용 하 여 제어 실험을 수행 하는 절차를 반복.</li>
	</ol></li></ol> 6. EDX 스펙트럼 플롯 <ol><li>그래프 소프트웨어에 파일 가져오기 the.csv 스펙트럼.</li>
	<li>플롯으로 x 축과 강도 에너지 레벨을 사용 하 여 스펙트럼을 받았고 그림 2a , 2b, 2 c 에서처럼 복원된 스펙트럼 표시를 y 축으로는 EDX에 의해 처리.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Goldstein, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis: A Text for Biologists, Materials Scientists, and Geologists. , (1992).</li><li>Donald, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+environmental+scanning+electron+microscopy+for+imaging+wet+and+insulating+materials.">The use of environmental scanning electron microscopy for imaging wet and insulating materials.</a> Nat Mater. 2 (8), 511-516 (2003).</li><li>Rossi, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+Scanning+Electron+Microscopy+Study+of+Water+in+Carbon+Nanopipes.">Environmental Scanning Electron Microscopy Study of Water in Carbon Nanopipes.</a> Nano Lett. 4 (5), 989-993 (2004).</li><li>Nune, S. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anomalous+water+expulsion+from+carbon-based+rods+at+high+humidity.">Anomalous water expulsion from carbon-based rods at high humidity.</a> Nat Nano. 11 (9), 791-797 (2016).</li><li>Soumya, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Scanning Electron Microscopy (SEM) and Environmental SEM: Suitable Tools for Study of Adhesion Stage and Biofilm Formation. , (2012).</li><li>Thiberge, S. Y., Nechushtan, A., Sprinzak, D., Moses, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scanning+electron+microscopy+of+cells+and+tissues+under+fully+hydrated+conditions.">Scanning electron microscopy of cells and tissues under fully hydrated conditions.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 101 (10), 3346-3351 (2004).</li><li>Thiberge, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scanning+electron+microscopy+of+cells+and+tissues+under+fully+hydrated+conditions.">Scanning electron microscopy of cells and tissues under fully hydrated conditions.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 101 (10), 3346-3351 (2004).</li><li>Thiberge, S., Zik, O., Moses, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+apparatus+for+imaging+liquids,+cells,+and+other+wet+samples+in+the+scanning+electron+microscopy.">An apparatus for imaging liquids, cells, and other wet samples in the scanning electron microscopy.</a> Rev Sci Instrum. 75 (7), 2280-2289 (2004).</li><li>Yu, X. -. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systems+and+methods+for+analyzing+liquids+under+vacuum.">Systems and methods for analyzing liquids under vacuum.</a> USA patent. , (2011).</li><li>Yang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+SEM+and+ToF-SIMS+analysis+of+IgG+conjugated+gold+nanoparticles+at+aqueous+surfaces.">In situ SEM and ToF-SIMS analysis of IgG conjugated gold nanoparticles at aqueous surfaces.</a> Surf Interface Anal. 46 (4), 224-228 (2014).</li><li>Liu, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+chemical+probing+of+the+electrode-electrolyte+interface+by+ToF-SIMS.">In situ chemical probing of the electrode-electrolyte interface by ToF-SIMS.</a> Lab Chip. 14 (5), 855-859 (2014).</li><li>Ding, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+Molecular+Imaging+of+the+Biofilm+and+Its+Matrix.">In situ Molecular Imaging of the Biofilm and Its Matrix.</a> Anal Chem. 88 (22), 11244-11252 (2016).</li><li>Hua, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-dimensional+and+three-dimensional+dynamic+imaging+of+live+biofilms+in+a+microchannel+by+time-of-flight+secondary+ion+mass+spectrometry.">Two-dimensional and three-dimensional dynamic imaging of live biofilms in a microchannel by time-of-flight secondary ion mass spectrometry.</a> Biomicrofluidics. 9 (3), 031101 (2015).</li><li>Hua, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+imaging+of+molecular+changes+in+a+hydrated+single+cell+by+dynamic+secondary+ion+mass+spectrometry+and+super-resolution+microscopy.">Chemical imaging of molecular changes in a hydrated single cell by dynamic secondary ion mass spectrometry and super-resolution microscopy.</a> Integr Biol. 8 (5), 635-644 (2016).</li><li>Hua, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+molecular+imaging+of+a+hydrated+biofilm+in+a+microfluidic+reactor+by+ToF-SIMS.">In situ molecular imaging of a hydrated biofilm in a microfluidic reactor by ToF-SIMS.</a> Analyst. 139 (7), 1609-1613 (2014).</li><li>Yu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capturing+the+transient+species+at+the+electrode-electrolyte+interface+by+in+situ+dynamic+molecular+imaging.">Capturing the transient species at the electrode-electrolyte interface by in situ dynamic molecular imaging.</a> Chem Commun. 52 (73), 10952-10955 (2016).</li><li>Yang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Making+a+hybrid+microfluidic+platform+compatible+for+in+situ+imaging+by+vacuum-based+techniques.">Making a hybrid microfluidic platform compatible for in situ imaging by vacuum-based techniques.</a> J Vac Sci Technol, A. 29 (6), (2011).</li><li>Yang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+liquid+surfaces+under+vacuum+using+SEM+and+ToF-SIMS.">Probing liquid surfaces under vacuum using SEM and ToF-SIMS.</a> Lab Chip. 11 (15), 2481-2484 (2011).</li><li>Yao, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Switchable+1,8-diazabicycloundec-7-ene+and+1-hexanol+ionic+liquid+analyzed+by+liquid+ToF-SIMS.">Switchable 1,8-diazabicycloundec-7-ene and 1-hexanol ionic liquid analyzed by liquid ToF-SIMS.</a> Surf Sci Spectra. 23 (1), 9-28 (2016).</li><li>Yu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capturing+the+transient+species+at+the+electrode-electrolyte+interface+by+in+situ+dynamic+molecular+imaging.">Capturing the transient species at the electrode-electrolyte interface by in situ dynamic molecular imaging.</a> Chem Commun. 52 (73), 10952-10955 (2016).</li><li>Clark, S. B., Buchanan, M., Wilmarth, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Basic Research Needs for Environmental Management. , (2016).</li><li>Mills, O. P., Rose, W. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shape+and+surface+area+measurements+using+scanning+electron+microscope+stereo-pair+images+of+volcanic+ash+particles.">Shape and surface area measurements using scanning electron microscope stereo-pair images of volcanic ash particles.</a> Geosphere. 6, 805-811 (2010).</li><li>Li, S., Jiang, F., Yin, Q., Jin, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scanning+electron+acoustic+microscopy+of+semiconductor+materials.">Scanning electron acoustic microscopy of semiconductor materials.</a> Solid State Commun. 99 (11), 853-857 (1996).</li><li>Dohnalkova, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+Hydrated+Microbial+Extracellular+Polymers:+Comparative+Analysis+by+Electron+Microscopy.">Imaging Hydrated Microbial Extracellular Polymers: Comparative Analysis by Electron Microscopy.</a> Appl Environ Microbiol. 77 (4), 1254-1262 (2011).</li><li>Yu, X. -. Y., Liu, B., Yang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+liquids+using+microfluidic+cells.">Imaging liquids using microfluidic cells.</a> Microfluid Nanofluid. 15 (6), 725-744 (2013).</li><li>Barshack, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Novel+Method+for+"Wet"+SEM.">A Novel Method for "Wet" SEM.</a> Ultrastruct Pathol. 28 (1), 29-31 (2004).</li><li>Cameron, R. E., Donald, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Minizing+sample+evaporation+in+the+Environmental+Scanning+Microscope.">Minizing sample evaporation in the Environmental Scanning Microscope.</a> J Microsc. (Oxford, U. K.). 173 (3), 227-237 (1994).</li><li>Danilatos, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=REVIEW+AND+OUTLINE+OF+ENVIRONMENTAL+SEM+AT+PRESENT.">REVIEW AND OUTLINE OF ENVIRONMENTAL SEM AT PRESENT.</a> J Microsc (Oxford, U.K.). 162 (3), 391-402 (1991).</li><li>Stokes, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+electron+imaging,+image+interpretation+and+applications:+environmental+scanning+electron+microscopy.">Recent advances in electron imaging, image interpretation and applications: environmental scanning electron microscopy.</a> Philos Trans R Soc, A. 361 (1813), 2771-2787 (2003).</li></ol>

저자는 공개 없다.

Sem의 높은 해상도1나노 (nm) 수준에 유기 및 무기 재료의 표면 특성에는 강력한 기술입니다. 예, 그것은 널리 지질 자료26 , 반도체27등 단단하고 건조 샘플을 분석 하는 데 사용 됩니다. 그러나, 그것은 전자 현미경1에 필요한 높은 청소기 환경 내에서 액체의 비 호환성으로 인해 젖은 액체 샘플을 특성화에 제한이 있다. 종종 SEM...

스캐닝 전자 현미경 (SEM) 고해상도 이미징1을 생산 하 여 다양 한 표본 조사에 널리 적용 되었습니다. 에너지 흩어진 엑스레이 분광학 (EDX) SEM와 관련 된 원소 구성1의 결정을 수 있습니다. 전통적으로, SEM는 이미징만 건조 하 고 단단한 샘플에 대 한 적용 됩니다. 지난 30 년 동안에서 환경 전자 현미경 (ESEM) 증기 환경2,3,,45부분 수산화 샘플 분석을 위해 개발 되었다. 그러나, ESEM는 원하는 고해상도6젖은, 완전히 액체 샘플의 이미지를 수 없습니다. 젖은 sem의 세포 또한 젖은 이미지 표본 SEM7,8;를 사용 하 여 개발 되었다 그럼에도 불구 하 고, 이러한 세포 생물학 견본을 위해 주로 개발 되었다 backscattered 전자 이미징, 그리고 그 디자인9,10응용 프로그램에 대 한 더 많은 액세스할 수 있습니다.
SEM을 사용 하 여 그들의 네이티브 액체 환경에서 다양 한 샘플 분석에 문제를 해결 하려면 우리는 진공 호환 미세 장치, 분석에 액체 진공 인터페이스 (SALVI), 높은 공간 해상도 보조 수 있도록 시스템 발명 SEM.에서 높은 진공 모드를 사용 하 여 액체 샘플의 전자 (SE) 이미징 및 원소 분석 이 새로운 기술은 다음과 같은 독특한 특징을 포함 한다: 1) 액체 직경; 1-2 µ m의 작은 조리개에서 직접 조사는 2) 액체 표면 장력;에 의해 구멍 내에 보관 된 그리고 3) SALVI는 휴대용이 고 더 이상의 분석 플랫폼11,12,13,,1415,16,17 적응 시킬 수 있다 ,18.
100 nm 두꺼운 실리콘 나이트 라 이드 (죄) 막 이루어져 SALVI 그리고 200 µ m 넓은 아닌입니다 (PDMS) 블록의 만든. 죄 막 창이 아닌 봉인에 적용 됩니다. 제작 내용과 주요 설계 고려 사항 이전 논문 및 특허11,,1920에 상세한 했다. 현재, 선도적인 제조 업체 및 현미경 검사 법에 대 한 소모품 공급의 배포자 SALVI 장치 액체 sem의 응용21,22에 대 한 상업적으로 판매 하는 라이센스를 구입 했다.
진공 기반 분석 악기에서 SALVI의 애플 리 케이 션 수성 솔루션 및 복잡 한 액체 혼합물 biofilms, 포유류 세포, 나노 입자, 전극 재료12, 등의 다양 한을 사용 하 여 입증 되었습니다. 14 , 17 , 20 , 23 , 그러나 24. 대부분 위에서 언급 한 작업의 핵심 분석 도구, 따라서 액체의 응용으로 비행 시간 2 차 이온 질량 분석 (ToF-심즈)을 활용 하는, SALVI과 SEM 완전히 탐험 되지 않은. 이 작품에서 SALVI 액체 액체 현미경 이미징 및 EDX 원소 분석을 사용 하 여 큰 비 구형 콜 로이드 입자를 공부에 사용 되었습니다. 우리의 실험실에서 합성 하는 AlOOH 입자는 샘플에 의하여 이루어져 있다. Submicrometer 크기의 boehmite 입자 셨다 면 사이트에 높은-수준의 방사성 폐기물에 알려져 있습니다. 그들은 느리게 분해 하 고 폐기물 처리에 유 변 학적 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서, 액체25boehmite 입자를 특성화 하는 기능이 중요 하다. 이 기술적인 접근 boehmite 입자 및 관련된 유 변 학적 특성의 향상 된 이해를 위한 다양 한 물리 화학적 조건에서 연구에 사용할 수 있습니다. 이 입자는 액체에 일시 중지 입자를 공부 하기 위하여 높은 진공 SEM SALVI를 적용 하는 방법을 단계별로 보여 활용 했다. SALVI과 sem의 통합 및 sem의 데이터 수집을 위한 주요 기술 포인트는 종이 내에서 강조 표시 됩니다.
프로토콜은 SALVI 및 액체 SEM 이미지를 사용 하 여 미래에 액체 SEM의 다양 한 응용 프로그램에서이 새로운 기술을 활용에 관심이 있는 자들에 대 한 액체 샘플 분석의 데모를 제공 합니다.

<table><tbody><tr><td>Carbon Coater</td><td>Cressington</td><td>208 Carbon</td><td>It is accompanied with thickness monitor MTM-10.</td></tr><tr><td>SEM</td><td>FEI</td><td>Quanta 3D FEG</td><td>It provides highly resolved scanning electron microscopy and elemental analysis.</td></tr><tr><td>System for Analysis at the Liquid Vacuum Interface (SALVI)</td><td>Pacific Northwest National Laboratory</td><td>N/A</td><td>SALVI is a unique, vacuum compatible microfluidic cell that enables the characterization of the liquid sample using vacuu- based scientific instrument.</td></tr><tr><td>PEEK Union</td><td>Valco</td><td>ZU1TPK</td><td>The polyether ether ketone union is used for connecting the inlet and outlet of SALVI</td></tr><tr><td>Syringe</td><td>BD</td><td>309659</td><td>1 mL</td></tr><tr><td>Pipette</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>21-377-821</td><td>Range: 100 to 1,000 mL</td></tr><tr><td>Pipette Tip 1</td><td>Neptune</td><td>2112.96.BS</td><td>1,000 &amp;micro;L</td></tr><tr><td>Pipette Tip 2</td><td>Rainin</td><td>17001865</td><td>20 &amp;micro;L</td></tr><tr><td>Syringe Pump</td><td>Harvard Apparatus</td><td>70-2213</td><td>It is used to inject the liquid sample into the SALVI device.</td></tr><tr><td>pH meter</td><td>Fisher Scientific/accumet</td><td>13-636-AP72</td><td>It is used for measuring the pH of AlOOH in DI water.</td></tr><tr><td>Barnstead Ultrapure Water System, UV/UF</td><td>Thermo Scientific Barnstead</td><td>Nanopure diamond D11931</td><td>It is used for producing DI water.</td></tr><tr><td>Centrifuge tubes</td><td>Fisher scientific/Falcon</td><td>15-527-90</td><td>15 mL</td></tr><tr><td>Bransonic ultrasonic cleaner</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>2510</td><td>It is used to ultrasonicate the AlOOH liquid sample.</td></tr><tr><td>Balance</td><td>Mettler Toledo</td><td>11106015</td><td>XS64</td></tr><tr><td>AlOOH</td><td>Pacific Northwest National Laboratory</td><td>N/A</td><td>It is synthesized by scientists at Pacific Northwest National Laboratory.</td></tr><tr><td>xT microscope Control</td><td>FEI</td><td>Quanta 3D FEG</td><td>Default microscope control software of SEM Quanta 3D FEG</td></tr><tr><td>EDAX Genesis software</td><td>EDAX</td><td>N/A</td><td>The software is used for collecting the EDX elemental information of the samples.</td></tr><tr><td>Teflon tubing</td><td>SUPELCO</td><td>58697-U</td><td>It is used for introducing the sample into the microchannel and holding adequate volume of liquid.</td></tr></tbody></table>

in situ characterization of boehmite particles in water using liquid sem

제자리에서 이미징 및 원소 분석 물에 (AlOOH) boehmite 입자의 액체 진공 인터페이스 (SALVI) 및 스캐닝 전자 현미경 (SEM) 분석 시스템을 사용 하 여 실현 된다. 이 종이 방법에 설명 합니다 및 키 단계를 통합 하는 진공 SEM을 얻는 이차 전자 (SE) 이미지 높은 진공 상태에서 액체에서 입자의 호환 SAVLI. 에너지 흩어진 엑스레이 분광학 (EDX)는 이온된 (DI) 수만와 빈 채널을 포함 하 여 액체 및 제어 샘플에서 입자의 원소 분석을 얻을 하는 데 사용 됩니다. 액체에서 일시 중지 (AlOOH) 합성된 boehmite 입자는 액체 sem의 그림에서 모델로 사용 됩니다. 결과 입증 입자 좋은 해상도와 SE 모드에서 이미지가 포함 된 될 수 있습니다 (즉, 400 nm). AlOOH EDX 스펙트럼 알루미늄 (Al) 디 물과 비교할 때 빈 채널 제어에서 중요 한 신호를 보여준다. 제자리에서 액체 SEM 공부 많은 흥미로운 애플 리 케이 션 액체에서 입자를 강력한 기술입니다. 이 이렇게 액체 현미경 이미징 및 EDX 분석 SALVI를 사용 하 여 수행할 때이 방식을 사용 하 여 잠재적인 함정 줄일 하 고 기술적인 노하우를 제공 하는 것을 목표로.

대표 결과 입자 몇 군데는 어떻게 보여 제시는 제자리에서 액체 현미경 이미징 EDX와 결합을 사용 하 여 분석 하 고. 결과 SE 이미지와 EDX 스펙트럼을 포함. SE 이미지 100000 X 및 그림 1에서 200000 X 확대 수준에서 얻은 했다. 그림 1a 는 AlOOH의 SE 이미지 묘사 그림 1b 디 물, 그리고 그림 1 c</...

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In Situ Characterization of Boehmite Particles in Water Using Liquid SEM

제자리에서 액체 SEM을 사용 하 여 물에 Boehmite 입자의 특성

우리는 제자리에 액체 스캐닝 전자 현미경 검사 법에 의해 실시간 이미징 및 이온된 수 boehmite 입자의 원소 조성 분석에 대 한 절차를 제시.

In situ imaging and elemental analysis of boehmite (AlOOH) particles in water is realized using the System for Analysis at the Liquid Vacuum Interface ...

in-situ-characterization-boehmite-particles-water-using-liquid

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Chemistry

In Situ Characterization of Boehmite Particles in Water Using Liquid SEM

9.2K 조회수.  Pacific Northwest National Laboratory. 우리는 제자리에 액체 스캐닝 전자 현미경 검사 법에 의해 실시간 이미징 및 이온된 수 boehmite 입자의 원소 조성 분석에 대 한 절차를 제시.

비디오: In Situ Characterization of Boehmite Particles in Water Using Liquid SEM

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

Benthic suspension feeders play essential roles in the functioning of marine ecosystems. By filtering large volumes of water, removing plankton and detritus, and excreting particulate and dissolved compounds, they serve as important agents for benthic-pelagic coupling. Accurately measuring the compounds removed and excreted by suspension feeders (such as sponges, ascidians, polychaetes, bivalves) is crucial for the study of their physiology, metabolism, and feeding ecology, and is fundamental to determine the ecological relevance of the nutrient fluxes mediated by these organisms. However, the assessment of the rate by which suspension feeders process particulate and dissolved compounds in nature is restricted by the limitations of the currently available methodologies. Our goal was to develop a simple, reliable, and non-intrusive method that would allow clean and controlled water sampling from a specific point, such as the excurrent aperture of benthic suspension feeders, in situ. Our method allows simultaneous sampling of inhaled and exhaled water of the studied organism by using minute tubes installed on a custom-built manipulator device and carefully positioned inside the exhalant orifice of the sampled organism. Piercing a septum on the collecting vessel with a syringe needle attached to the distal end of each tube allows the external pressure to slowly force the sampled water into the vessel through the sampling tube. The slow and controlled sampling rate allows integrating the inherent patchiness in the water while ensuring contamination free sampling. We provide recommendations for the most suitable filtering devices, collection vessel, and storing procedures for the analyses of different particulate and dissolved compounds. The VacuSIP system offers a reliable method for the quantification of undisturbed suspension feeder metabolism in natural conditions that is cheap and easy to learn and apply to assess the physiology and functional role of filter feeders in different ecosystems.

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

We introduce the VacuSIP, a simple, non-intrusive, and reliable method for clean and accurate point sampling of water. The system was developed and evaluated for the simultaneous collection of the water inhaled and exhaled by benthic suspension feeders in situ, to cleanly measure removal and excretion of particulate and dissolved compounds.

VacuSIP, 개선 INEX 방법에 대한<em&gt; 현장에서</em&gt; 미립자의 측정 및 용존 화합물은 액티브 서스펜션 피더에 의해 처리

Benthic suspension feeders play essential roles in the functioning of marine ecosystems. By filtering large volumes of water, removing plankton and ...

연구

환경과학

Phase Diagram Characterization Using Magnetic Beads as Liquid Carriers

Magnetic beads with ~1.9 &#181;m average diameter were used to transport microliter volumes of liquids between contiguous liquid segments with a tube for the purpose of investigating phase change of those liquid segments. The magnetic beads were externally controlled using a magnet, allowing for the beads to bridge the air valve between the adjacent liquid segments. A hydrophobic coating was applied to the inner surface of the tube to enhance the separation between two liquid segments. The applied magnetic field formed an aggregate cluster of magnetic beads, capturing a certain liquid amount within the cluster that is referred to as carry-over volume. A fluorescent dye was added to one liquid segment, followed by a series of liquid transfers, which then changed the fluorescence intensity in the neighboring liquid segment. Based on the numerical analysis of the measured fluorescence intensity change, the carry-over volume per mass of magnetic beads has been found to be ~2 to 3 &#181;l/mg. This small amount of liquid allowed for the use of comparatively small liquid segments of a couple hundred microliters, enhancing the feasibility of the device for a lab-in-tube approach. This technique of applying small compositional variation in a liquid volume was applied to analyzing the binary phase diagram between water and the surfactant C12E5 (pentaethylene glycol monododecyl ether), leading to quicker analysis with smaller sample volumes than conventional methods.

Here, we present a protocol to investigate multi-component phase diagrams using externally controlled magnetic beads as liquid carriers in a lab-in-tube approach. This approach can aid in applications that seek to gather further information on phase change in complex liquid systems.

단계도 특성 액체 캐리어로 자기 구슬을 사용하여

Magnetic beads with ~1.9 &#181;m average diameter were used to transport microliter volumes of liquids between contiguous liquid segments with a tube for ...

공학

In Situ Characterization of Hydrated Proteins in Water by SALVI and ToF-SIMS

This work demonstrates in situ characterization of protein biomolecules in the aqueous solution using the System for Analysis at the Liquid Vacuum Interface (SALVI) and time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS). The fibronectin protein film was immobilized on the silicon nitride (SiN) membrane that forms the SALVI detection area. During ToF-SIMS analysis, three modes of analysis were conducted including high spatial resolution mass spectrometry, two-dimensional (2D) imaging, and depth profiling. Mass spectra were acquired in both positive and negative modes. Deionized water was also analyzed as a reference sample. Our results show that the fibronectin film in water has more distinct and stronger water cluster peaks compared to water alone. Characteristic peaks of amino acid fragments are also observable in the hydrated protein ToF-SIMS spectra. These results illustrate that protein molecule adsorption on a surface can be studied dynamically using SALVI and ToF-SIMS in the liquid environment for the first time.

In Situ Characterization of Hydrated Proteins in Water by SALVI and ToF-SIMS

This work presents a protocol for liquid handling and sample introduction to a microchannel for in situ time-of-flight secondary ion mass spectrometry analysis of protein biomolecules in an aqueous solution.

SALVI 및으로 ToF-SIMS에 의해 물에 수화 된 단백질의 제자리의 특성에

This work demonstrates in situ characterization of protein biomolecules in the aqueous solution using the System for Analysis at the Liquid Vacuum ...

화학

Nanostructured Ag-zeolite Composites as Luminescence-based Humidity Sensors

Small silver clusters confined inside zeolite matrices have recently emerged as a novel type of highly luminescent materials. Their emission has high external quantum efficiencies (EQE) and spans the whole visible spectrum. It has been recently reported that the UV excited luminescence of partially Li-exchanged sodium Linde type A zeolites [LTA(Na)] containing luminescent silver clusters can be controlled by adjusting the water content of the zeolite. These samples showed a dynamic change in their emission color from blue to green and yellow upon an increase of the hydration level of the zeolite, showing the great potential that these materials can have as luminescence-based humidity sensors at the macro and micro scale. Here, we describe the detailed procedure to fabricate a humidity sensor prototype using silver-exchanged zeolite composites. The sensor is produced by suspending the luminescent Ag-zeolites in an aqueous solution of polyethylenimine (PEI) to subsequently deposit a film of the material onto a quartz plate. The coated plate is subjected to several hydration/dehydration cycles to show the functionality of the sensing film.

A protocol for the synthesis of moisture-responsive luminescent Ag-zeolite composites is described in this report.

발광 기반 습도 센서와 같은 나노 구조 AG-제올라이트 복합

Small silver clusters confined inside zeolite matrices have recently emerged as a novel type of highly luminescent materials. Their emission has high ...

Sub-nanometer Resolution Imaging with Amplitude-modulation Atomic Force Microscopy in Liquid

Atomic force microscopy (AFM) has become a well-established technique for nanoscale imaging of samples in air and in liquid. Recent studies have shown that when operated in amplitude-modulation (tapping) mode, atomic or molecular-level resolution images can be achieved over a wide range of soft and hard samples in liquid. In these situations, small oscillation amplitudes (SAM-AFM) enhance the resolution by exploiting the solvated liquid at the surface of the sample. Although the technique has been successfully applied across fields as diverse as materials science, biology and biophysics and surface chemistry, obtaining high-resolution images in liquid can still remain challenging for novice users. This is partly due to the large number of variables to control and optimize such as the choice of cantilever, the sample preparation, and the correct manipulation of the imaging parameters. Here, we present a protocol for achieving high-resolution images of hard and soft samples in fluid using SAM-AFM on a commercial instrument. Our goal is to provide a step-by-step practical guide to achieving high-resolution images, including the cleaning and preparation of the apparatus and the sample, the choice of cantilever and optimization of the imaging parameters. For each step, we explain the scientific rationale behind our choices to facilitate the adaptation of the methodology to every user's specific system.

We present a method for achieving sub-nanometer resolution images with amplitude-modulation (tapping mode) atomic force microscopy in liquid. The method is demonstrated on commercial atomic force microscopes. We explain the rationale behind our choices of parameters and suggest strategies for resolution optimization.

액체의 진폭 변조 원자 힘 현미경과 서브 나노 미터 해상도 이미징

Atomic force microscopy (AFM) has become a well-established technique for nanoscale imaging of samples in air and in liquid. Recent studies have shown ...

A Facile Synthetic Method to Obtain Bismuth Oxyiodide Microspheres Highly Functional for the Photocatalytic Processes of Water Depuration

Bismuth oxyhalide (BiOI) is a promising material for sunlight-driven-environmental photocatalysis. Given that the physical structure of this kind of materials is highly related to its photocatalytic performance, it is necessary to standardize the synthetic methods in order to obtain the most functional architectures and, thus, the highest photocatalytic efficiency. Here, we report a reliable route to obtain BiOI microspheres via the solvothermal process, using Bi(NO3)3 and potassium iodide (KI) as precursors, and ethylene glycol as a template. The synthesis is standardized in a 150 mL autoclave, at 126 &#176;C for 18 h. This results in 2-3 &#181;m-sized mesoporous microspheres, with a relevant specific surface area (61.3 m2/g). Shortening the reaction times in the synthesis results in amorphous structures, while higher temperatures lead to a slight increase in the porosity of the microspheres, with no effect in the photocatalytic performance. The materials are photo-active under UV-A/visible light irradiation for the degradation of the antibiotic ciprofloxacin in water. This method has demonstrated to be effective in interlaboratory tests, obtaining similar BiOI microspheres in Mexican and Chilean research groups.

This article describes a synthetic method to obtain bismuth oxyiodide microspheres, which are highly functional to perform the photocatalytic removal of organic pollutants, such as ciprofloxacin, in water under UV-A/visible light irradiation.

물 Depuration의 촉매 프로세스에 대 한 매우 기능적 비스무트 Oxyiodide 스피어를 손쉬운 합성 방법

Bismuth oxyhalide (BiOI) is a promising material for sunlight-driven-environmental photocatalysis. Given that the physical structure of this kind of ...

In situ FTIR Spectroscopy as a Tool for Investigation of Gas/Solid Interaction: Water-Enhanced CO2 Adsorption in UiO-66 Metal-Organic Framework

In situ infrared spectroscopy is an inexpensive, highly sensitive, and selective valuable tool to investigate the interaction of polycrystalline solids with adsorbates. Vibrational spectra provide information on the chemical nature of adsorbed species and their structure. Thus, they are very useful for obtaining molecular level understanding of surface species. The IR spectrum of the sample itself gives some direct information about the material. General conclusions can be drawn concerning hydroxyl groups, some stable surface species and impurities. However, the spectrum of the sample is &#34;blind&#34; with respect to the presence of coordinatively unsaturated ions and gives rather poor information about the acidity of surface hydroxyls, species decisive for the adsorption and catalytic properties of the materials. Furthermore, no discrimination between bulk and surface species can be made. These problems are solved by the use of probe molecules, substances that interact specifically with the surface; the alteration of some spectral features of these molecules as a result of adsorption provides valuable information about the nature, properties, location, concentration, etc., of the surface sites.
The experimental protocol for in-situ IR studies of gas/sample interaction includes preparation of a sample pellet, activation of the material, initial spectral characterization through the analysis of the background spectra, characterization by probe molecules, and study of the interaction with a particular set of gas mixtures. In this paper we investigate a zirconium terephthalate metal organic framework, Zr6O4(OH)4(BDC)6 (BDC = benzene-1,4-dicarboxylate), namely UiO-66 (UiO refers to University of Oslo). The acid sites of the UiO-66 sample are determined by using CO and CD3CN as molecular probes. Furthermore, we have demonstrated that CO2 is adsorbed on basic sites exposed on dehydroxylated UiO-66. Introduction of water to the system produces hydroxyl groups acting as additional CO2 adsorption sites. As a result, CO2 adsorption capacity of the sample is strongly enhanced.

In situ FTIR Spectroscopy as a Tool for Investigation of Gas/Solid Interaction: Water-Enhanced CO2 Adsorption in UiO-66 Metal-Organic Framework

The use of FTIR spectroscopy for investigation of the surface properties of polycrystalline solids is described. Preparation of sample pellets, activation procedures, characterization with probe molecules and model studies of CO2 adsorption are discussed.

In situ infrared spectroscopy is an inexpensive, highly sensitive, and selective valuable tool to investigate the interaction of polycrystalline solids ...

Nanoscale Characterization of Liquid-Solid Interfaces by Coupling Cryo-Focused Ion Beam Milling with Scanning Electron Microscopy and Spectroscopy

Physical and chemical processes at solid-liquid interfaces play a crucial role in many natural and technological phenomena, including catalysis, solar energy and fuel generation, and electrochemical energy storage. Nanoscale characterization of such interfaces has recently been achieved using cryogenic electron microscopy, thereby providing a new path to advancing our fundamental understanding of interface processes.
This contribution provides a practical guide to mapping the structure and chemistry of solid-liquid interfaces in materials and devices using an integrated cryogenic electron microscopy approach. In this approach, we pair cryogenic sample preparation which allows stabilization of solid-liquid interfaces with cryogenic focused ion beam (cryo-FIB) milling to create cross-sections through these complex buried structures. Cryogenic scanning electron microscopy (cryo-SEM) techniques performed in a dual-beam FIB/SEM enable direct imaging as well as chemical mapping at the nanoscale. We discuss practical challenges, strategies to overcome them, as well as protocols for obtaining optimal results. While we focus in our discussion on interfaces in energy storage devices, the methods outlined are broadly applicable to a range of fields where solid-liquid interface play a key role.

Cryogenic Focused Ion Beam (FIB) and Scanning Electron Microscopy (SEM) techniques can provide key insights into the chemistry and morphology of intact solid-liquid interfaces. Methods for preparing high quality Energy Dispersive X-ray (EDX) spectroscopic maps of such interfaces are detailed, with a focus on energy storage devices.

Cryo-Focused Ion Beam Milling과 주사 전자 현미경 및 분광법을 결합하여 액체-고체 인터페이스의 나노스케일 특성화

Physical and chemical processes at solid-liquid interfaces play a crucial role in many natural and technological phenomena, including catalysis, solar ...

Performing In Situ Closed-Cell Gas Reactions in the Transmission Electron Microscope

Gas reactions studied by in situ electron microscopy can be used to capture the real-time morphological and microchemical transformations of materials at length scales down to the atomic level. In situ closed-cell gas reaction (CCGR) studies performed using (scanning) transmission electron microscopy (STEM) can separate and identify localized dynamic reactions, which are extremely challenging to capture using other characterization techniques. For these experiments, we used a CCGR holder that utilizes microelectromechanical systems (MEMS)-based heating microchips (hereafter referred to as &#34;E-chips&#34;). The experimental protocol described here details the method for performing in situ gas reactions in dry and wet gases in an aberration-corrected STEM. This method finds relevance in many different materials systems, such as catalysis and high-temperature oxidation of structural materials at atmospheric pressure and in the presence of various gases with or without water vapor. Here, several sample preparation methods are described for various material form factors. During the reaction, mass spectra obtained with a residual gas analyzer (RGA) system with and without water vapor further validates gas exposure conditions during reactions. Integrating an RGA with an in situ CCGR-STEM system can, therefore, provide critical insight to correlate gas composition with the dynamic surface evolution of materials during reactions. In situ/operando studies using this approach allow&#160;for detailed investigation of the fundamental reaction mechanisms and kinetics that occur at specific environmental conditions (time, temperature, gas, pressure), in real-time, and at high spatial resolution.

Performing In Situ Closed-Cell Gas Reactions in the Transmission Electron Microscope

Here, we present a protocol for performing in situ TEM closed-cell gas reaction experiments while detailing several commonly used sample preparation methods.

전송 전자 현미경에서 시투 폐쇄 세포 가스 반응에서 수행

Gas reactions studied by in situ electron microscopy can be used to capture the real-time morphological and microchemical transformations of materials at ...

Characterization of Calcification Events Using Live Optical and Electron Microscopy Techniques in a Marine Tubeworm

Characterizing the first event of biological production of calcium carbonate requires a combination of microscopy approaches. First, intracellular pH distribution and calcium ions can be observed using live microscopy over time. This allows identification of the life stage and the tissue with the feature of interest for further electron microscopy studies. Life stage and tissues of interest are typically higher in pH and Ca signals. 
Here, using H. elegans, we present a protocol to characterize the presence of calcium carbonate structures in a biological specimen on the scanning electron microscope (SEM), using energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) to visualize elemental composition, using electron backscatter diffraction (EBSD) to determine the presence of crystalline structures, and using transmission electron microscopy (TEM) to analyze the composition and structure of the material. In this protocol, a focused ion beam (FIB) is used to isolate samples with dimension suitable for TEM analysis. As FIB is a site specific technique, we demonstrate how information from the previous techniques can be used to identify the region of interest, where Ca signals are highest.

We demonstrate the use of various microscopy methods that are useful in observing the calcification of a tubeworm, Hydroides elegans, as well as locating and characterizing the first calcified material. Live microscopy and electron microscopy are used together to provide functional and material information that are important in studying biomineralization.

해양 tubeworm 인 라이브 광학 및 전자 현미경 기술을 사용하여 석회화 이벤트의 특성

Characterizing the first event of biological production of calcium carbonate requires a combination of microscopy approaches. First, intracellular pH ...

제자리에서 액체 SEM을 사용 하 여 물에 Boehmite 입자의 특성

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VacuSIP, 개선 INEX 방법에 대한