液相快速电子断层扫描揭示胶体组装的真实三维结构

电子断层扫描已成为研究纳米材料（包括胶体纳米颗粒组装体）三维（3D）结构的常用工具。然而，电子显微镜通常在高真空条件下进行。因此，对于通过（湿）胶体化学方法获得的组装体，需要进行预处理样品制备，包括溶剂蒸发并沉积于固体 TEM 载网上。此过程必然对实际的纳米颗粒排布造成改变。为此，我们在此提出对处于原始胶体液体环境中的纳米颗粒组装体进行电子断层扫描。为解决液相中电子断层扫描的相关挑战，我们设计了一种方法，将商用液体-TEM 池中的快速数据采集与专用的对齐及重建流程相结合。我们展示了该方法在两个不同体系中的应用，根据保护配体的性质例证了常规断层扫描与液相断层扫描之间的差异。对包覆于聚合物壳层中的聚苯乙烯封端 Au 纳米颗粒组装体的 3D 重建显示，与干燥对应物相比，液相实验中的构型更不紧凑且更扭曲。另一方面，水中自组装 Au 纳米棒的表面间距离的定量分析结果与先前报道的纳米棒周围配体层尺寸一致，而在类似但干燥的组装体中其接触要紧密得多。因此，本研究强调了开发能保持胶体纳米结构原生环境的高分辨率表征工具的重要性。