Europæiske forskere identificerer materialer på nanoskala

Spanske og tyske forskere har lavet en ny instrumentel udvikling, der løser et centralt materialevidenskabeligt og nanoteknologisk spørgsmål:hvordan man kemisk identificerer materialer på nanometerskalaen.

Et af moderne kemi og materialevidenskabs hovedmål er at opnå den ikke-invasive kemiske kortlægning af materialer med opløsning i nanometerskala.

Selvom der i øjeblikket findes en række højopløselige billedbehandlingsteknikker, såsom elektronmikroskopi eller scanningprobemikroskopi, deres kemiske følsomhed kan ikke opfylde kravene fra moderne kemisk nano-analytik. Og på trods af den høje kemiske følsomhed, som optisk spektroskopi tilbyder, dens opløsning er begrænset af diffraktion til omkring halvdelen af ​​bølgelængden, forhindrer således opløst kemisk kortlægning i nanoskala.

Men nu er det europæiske hold kommet med en ny metode kaldet Nano-FTIR, som de forklarer i tidsskriftet Nano Letters.

Nano-FTIR er en optisk teknik, der kombinerer scattering-type scanning nærfelts optisk mikroskopi (s-SNOM) og Fourier Transform infrarød (FTIR) spektroskopi.

Holdet belyste den metalliserede spids af et atomkraftmikroskop (AFM) med en bredbånds infrarød laser, og analyserede det tilbagespredte lys med et specielt designet Fourier Transform-spektrometer. Dette betød, at de kunne demonstrere lokal infrarød spektroskopi med en rumlig opløsning på mindre end 20 nanometer.

Ledende studieforfatter Florian Huth fra det spanske forskningscenter nanoGUNE, baseret i San Sebastián, kommenterer:'Nano-FTIR muliggør således hurtig og pålidelig kemisk identifikation af stort set ethvert infrarødt aktivt materiale på nanometerskalaen.'

For at starte, nano-FTIR-spektre matcher ekstremt godt med konventionelle FTIR-spektre. Den rumlige opløsning øges med mere end en faktor 300 sammenlignet med konventionel infrarød spektroskopi.

Rainer Hillenbrand, også fra nanoGUNE, siger:'Den høje følsomhed over for kemisk sammensætning kombineret med ultrahøj opløsning gør nano-FTIR til et unikt værktøj til forskning, udvikling og kvalitetskontrol inden for polymerkemi, biomedicin og farmaceutisk industri.'

For eksempel, nano-FTIR kan anvendes til kemisk identifikation af forurening af prøver i nanoskala.

I store træk, nanoteknologi er manipulation af stof på atomær og molekylær skala. Nanoteknologiske forskere arbejder med materialer, enheder og andre strukturer, der har mindst én dimension på mellem 1 og 100 nanometer.

Det er håbet, at nanoteknologi fortsat vil hjælpe med at skabe nye materialer og enheder, der kan anvendes inden for en række områder såsom medicin, elektronik og biomaterialer.