In situ liquid phase transmission electron microscopy : from electrocatalysts to biomaterials
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Abstract EN:
The liquid phase Transmission Electron Microscope provides a unique opportunity for exploring the dynamical behavior of synthetic and biological materials at nanometric scale within in situ and operando conditions. Thus, in first instance, we stablished the most suited set of observation parameters, considering the nature of the reaction and/or the material analyzed; the electron beam effect; the sample deposition procedure as well as the observation mode. Then, the developed methodology was implemented to study the behavior in operando conditions of Co3O4 nanoparticles as an electrode material for the electrocatalysis of the oxygen evolution reaction. Third, the in situ set up was used to study the nucleation and growth of inorganic and biological nanoparticles. The pre-nucleation stages of the iron oxide nanoparticles were unveiled and the impact of the amount of energy in the growth. Similarly, mineralization processes of calcium phosphate and calcium carbonate were tracked in to evaluate the crystallization pathways. Finally, the observation by identical location the electrodeposition of pyrocatechol was explored.
Abstract FR:
La microscopie électronique à transmission en phase liquide offre une opportunité unique d’explorer le comportement dynamique des matériaux synthétiques et biologiques à l’échelle nanométrique dans des conditions in situ et opérationnelles. Ainsi, dans un premier temps, on a déterminé l’ensemble de paramètres d’observation le mieux adapté en fonction de la nature du matériau analysé; l'effet de faisceau d'électrons; la procédure de dépôt de l'échantillon ainsi que le mode d'observation. La méthodologie développée a ensuite été mise en oeuvre pour étudier le comportement dans des conditions opératoires de nanoparticules de Co3O4 en tant qu’électrode pour l'électrocatalyse. Troisièmement, cette technique in situ a été utilisée pour les étapes de pré-nucléation des nanoparticules d’oxyde de fer ont été dévoilées ainsi que l’impact de la quantité d’énergie sur la croissance. De même, les processus de biominéralisation de phosphate et carbonate de calcium ont été suivis afin d'évaluer les processus de cristallisation. Enfin, l'électrodéposition de pyrocatéchol a été étudié par localisation identique.