Spanska och tyska forskare har gjort en ny instrumentell utveckling som löser en nyckelfråga om materialvetenskap och nanoteknik:hur man kemiskt identifierar material på nanometerskala.
Ett av modern kemi och materialvetenskaps huvudmål är att uppnå icke-invasiv kemisk kartläggning av material med upplösning i nanometerskala.
Även om det för närvarande finns en mängd olika högupplösta bildtekniker, såsom elektronmikroskopi eller skanningsmikroskopi, deras kemiska känslighet kan inte uppfylla kraven från modern kemisk nanoanalys. Och trots den höga kemiska känsligheten som optisk spektroskopi erbjuder, dess upplösning begränsas av diffraktion till ungefär halva våglängden, på så sätt förhindrar kemisk kartläggning i nanoskala.
Men nu har det europeiska laget kommit på en ny metod som heter Nano-FTIR, som de förklarar i tidskriften Nano Letters.
Nano-FTIR är en optisk teknik som kombinerar scattering-typ scanning närfält optisk mikroskopi (s-SNOM) och Fourier Transform infrared (FTIR) spektroskopi.
Teamet belyste den metalliserade spetsen på ett atomkraftmikroskop (AFM) med en bredbandsinfraröd laser, och analyserade det backspridda ljuset med en specialdesignad Fourier Transform -spektrometer. Detta innebar att de kunde demonstrera lokal infraröd spektroskopi med en rumslig upplösning på mindre än 20 nanometer.
Huvudstudieförfattaren Florian Huth från det spanska forskningscentret nanoGUNE, baserat i San Sebastián, kommentarer:"Nano-FTIR möjliggör således snabb och tillförlitlig kemisk identifiering av praktiskt taget alla infraröda aktiva material på nanometerskalan."
För att starta, nano-FTIR-spektra matchar extremt bra med konventionella FTIR-spektra. Den rumsliga upplösningen ökas med mer än en faktor 300 jämfört med konventionell infraröd spektroskopi.
Rainer Hillenbrand, även från nanoGUNE, säger:'Den höga känsligheten för kemisk sammansättning i kombination med ultrahög upplösning gör nano-FTIR till ett unikt verktyg för forskning, utveckling och kvalitetskontroll inom polymerkemi, biomedicin och läkemedelsindustri. '
Till exempel, nano-FTIR kan användas för kemisk identifiering av föroreningar i nanoskala.
I stort sett, nanoteknik är manipulation av materia på atomär och molekylär skala. Nanoteknikforskare arbetar med material, enheter och andra strukturer som har minst en dimension i storleken från 1 till 100 nanometer.
Förhoppningen är att nanoteknik kommer att fortsätta att bidra till att skapa nya material och anordningar som kan användas inom en rad områden som medicin, elektronik och biomaterial.
