Коагуляция наночастиц приводит к образованию устойчивых агрегатов. В результате этого формируется структура, отличающаяся от исходной, что может привести к потере первоначальных функциональных свойств материала. Поэтому исследование процесса коагуляции представляет не только научный, но и практический интерес.
Процесс коагуляции можно условно разбить на два этапа. На первом этапе происходит дрейф наночастиц и их сближение, а на втором — образование контакта и слияние. В феноменологических моделях процесс слияния рассматривают как образование перешейка между двумя взаимодействующими однородными частицами, и массоперенос в область перешейка контролируется объемной и поверхностной диффузией, вязким и пластическим течением и процессами испарения-конденсации. В этих моделях не учитывается атомная структура участвующих в процессе частиц, характер строения поверхности, их взаимная ориентация в момент сталкивания, которые могут оказать существенное влияние на характер протекания процесса слияния [1].
В этой работе представлены результаты in situ ПЭМ исследования заключительного этапа коагуляции — процесса слияния кристаллических наночастиц на поверхности аморфной пленки углерода под воздействием ускоренных электронов.
Одной из причин выбора указанных материалов являлась очень низкая реактивность между золотом и углеродом, а также уникальные свойства нанокластеров золота. С другой стороны, растет спрос на наночастицы со стороны медицины, открываются новые сферы применения золотых наночастиц в медицине. Активно ведутся исследовательские работы по поиску применения их в качестве носителей лекарственных средств, фототермических агентов, контрастных агентов и радиочувствительных средств.
Для проведения исследований были изготовлены образцы методом импульсного лазерного осаждения (ИЛО) при комнатной температуре в камере препарирования электронного спектрометра XSAM-800 в сверхвысоком вакууме (~ 6 × 10–7 Па). Для этого на свежесколотую гладкую поверхность монокристалла NaCl (001) методом лазерной абляции осаждалась аморфная пленка углерода толщиной 10 нм. Затем этим же методом на пленку проводилось распыление золота. Атомы Au конденсировались в наночастицы. Количество импульсов лазерного излучения при распылении золота составило 2000. Средний размер наночастиц, определенный как медиана на графике распределения частиц по размерам, составлял около 11 нм.