Microcrystal Growth Pathways Investigated with Machine Learning Segmentation and Classification in Scanning Electron Microscopy

成核 结晶 胶体晶体 材料科学 晶体生长 Crystal(编程语言) 扫描电子显微镜 聚结(物理) 纳米技术 胶体 结晶学 化学物理 化学 计算机科学 物理 物理化学 复合材料 有机化学 天体生物学 程序设计语言
作者
Rachel R. Chan,Jacob Pietryga,Kaitlin M. Landy,Kyle J. Gibson,Chad A. Mirkin
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
被引量:1
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c08955
摘要

Advances in electron microscopy have revolutionized material characterization on the nano- and microscales, providing important insights into local ordering, structure, and size and quality distributions. While shape and size can be rigorously quantified through microscopy, it is often limited to local structure analysis and fails to describe bulk sample quality. Herein, a flexible machine learning (ML) tool is described that can segment and classify faceted crystals in scanning electron microscopy (SEM) micrographs to determine sample quality through the crystal size and product distribution. As a case study, this tool was applied to investigate crystal growth pathways (classical nucleation and growth compared to nonclassical growth) in DNA-mediated nanoparticle assembly through size and product (single crystal, fused crystal, or noncrystal) distribution of samples containing over 13000 colloidal crystal products. Strong DNA bond strengths (controlled by DNA sequence) lead to fast nucleation that exhausts the monomer concentration, resulting in smaller colloidal crystals. Alternatively, increased thermal energy and crystallization time lead to nonclassical crystallization pathways (coalescence) that result in larger colloidal crystals. This tool is useful since experimental conditions can now be deliberately identified to control colloidal crystal size and size distribution, important considerations for researchers interested in designing and synthesizing colloidal crystal metamaterials.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
北冥有鱼完成签到,获得积分20
1秒前
sw发布了新的文献求助30
1秒前
FCY发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
自然的亦寒完成签到,获得积分10
3秒前
南渡北归发布了新的文献求助20
4秒前
布布发布了新的文献求助10
4秒前
Jin完成签到,获得积分10
4秒前
嗯呐完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
高贵惜雪发布了新的文献求助10
5秒前
韦远侵完成签到,获得积分10
7秒前
孤独的鹰完成签到,获得积分10
8秒前
Ryan发布了新的文献求助10
9秒前
苗条的依萱完成签到,获得积分10
9秒前
Mickael完成签到,获得积分10
10秒前
Hiarka发布了新的文献求助10
10秒前
FCY完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
今后应助Adela采纳,获得10
12秒前
紧张的发带完成签到,获得积分10
12秒前
华仔应助等意送汝采纳,获得10
16秒前
sw完成签到,获得积分10
17秒前
隐形曼青应助lc采纳,获得10
17秒前
7527发布了新的文献求助10
17秒前
wyd222完成签到,获得积分20
18秒前
19秒前
lc完成签到,获得积分20
19秒前
ccccl完成签到,获得积分10
20秒前
22秒前
zhr完成签到 ,获得积分10
22秒前
小蘑菇应助7527采纳,获得10
24秒前
佘佳一完成签到 ,获得积分10
25秒前
科研蓝月发布了新的文献求助10
25秒前
25秒前
务实青筠完成签到 ,获得积分10
25秒前
学术蝗虫发布了新的文献求助10
25秒前
glroais应助jzy采纳,获得10
27秒前
27秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Bend stiffness of submarine cables – an experimental and numerical investigation 5000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7544671
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9128328
关于积分的说明 19501615
捐赠科研通 7139500
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3258717
关于科研通互助平台的介绍 2426057
邀请新用户注册赠送积分活动 2247087