导读
美国国家标准与技术研究院（NIST）与马里兰大学、萨斯喀彻温大学、加拿大光源研究所（Canadian Light Source）、俄勒冈州立大学等机构合作，首次利用石墨烯盖实现了光电子发射显微镜（PEEM）在液体成像上的低成本应用。这项技术有助于推动电池、电网中高电压电容器、化学工业新型催化剂的发展。
1月25日，《纳米通讯》（Nano Letters）发表美国国家标准与技术研究院及其他机构合作，首次通过石墨烯覆盖的微通道阵列在液体中实现光电子显微镜的相关试验成果。该论文题为“Enabling Photoemission Electron Microscopy in Liquids via Graphene-Capped Microchannel Arrays”。
光电子发射显微镜（PEEM）是用于在纳米级光谱图像动态表面过程的强大工具，但传统上限于超高或中等真空条件。
PEEM 是纳米级动态表面过程光谱成像的强大工具，但通常适用于超高或中等真空条件，无法在普通压力下研究液体和气体。科学家曾尝试使用差分泵浦技术消除样品高压和显微镜基本零压力间的压力差，但仍难以实现真正的环境压力条件，并且成本太高无法常规使用。
实验装置显示了石墨烯封盖液体阵列。石墨烯盖能够使用以前仅限于研究固体表面的图像技术来研究液体。
研究人员开发出低成本且易于实施的替代方案，利用仅有 1-2 个原子层的石墨烯盖密封液体或气体样品，使样品保持大气压力，同时允许系统置于真空中。石墨烯盖使被测液体发射的电子几乎无阻碍地传递到检测器，同时液体不会泄露至PEEM 的真空环境中，扩展了PEEM 在液体和气体研究方面的应用。石墨烯盖允许实验过程中更换液体，有助于研究人员了解不同化学环境下的样品行为。
X射线照射石墨烯封装的液体阵列，促使溶液中的分子发射电子。石墨烯盖允许电子自由通过，携带关于分子的化学状态的信息，但防止水泄漏，确保液体样品不会变干。
该技术还使用了类似生物医学研究中的微阵列筛选技术，可以与大规模数据挖掘、模式识别等方法联合使用。
相关论文全文发表在 Nano Lett., 2017, 17 (2), pp 1034–1041（DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b04460）上。
资料来源：NIST官网、中国科学院武汉文献情报中心
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