Europäische Forscher identifizieren Materialien auf Nanometerskala
Spanische und deutsche Forscher haben eine neue instrumentelle Entwicklung gemacht, die eine Schlüsselfrage der Materialwissenschaft und Nanotechnologie löst: wie lassen sich Materialen auf Nanometerskala chemisch identifizieren. Ein Ziel der modernen Chemie und Materialwissenschaften ist unter anderem die nicht-invasive Abbildung von chemischen Materialien mit Nanometerauflösung. Obwohl derzeit eine Vielzahl von hoch auflösenden bildgebenden Verfahren zur Verfügung steht, wie Elektronenmikroskopie oder Rasterkraftmikroskopie, kann ihre chemische Sensitivität nicht den Anforderungen der modernen chemischen Nano-Analytik genügen. Und trotz der hohen chemischen Empfindlichkeit der optischen Spektroskopie ist ihre Auflösung durch Beugung auf etwa die Hälfte der Wellenlänge begrenzt, wodurch eine chemische Kartierung in Nanometerauflösung nicht möglich ist. Aber jetzt hat das europäische Team eine neue Methode namens Nano-FTIR entwickelt, die sie in der Fachzeitschrift Nano Letters vorstellen. Nano-FTIR ist eine optische Technik, die gestreute optische Rasternahfeldmikroskopie (s-SNOM) und Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR-Spektroskopie) kombiniert. Die Forschungsgruppe beleuchtete die metallisierte Spitze eines Rasterkraftmikroskops (AFM) mit einem Breitband-Infrarot-Laser und analysierte das rückgestreute Licht mit einem speziellen Fourier-Transform-Spektrometer. Das bedeutete, sie konnten vor Ort Infrarot-Spektroskopie mit einer räumlichen Auflösung von weniger als 20 Nanometern demonstrieren. Erstautor der Studie, Florian Huth vom spanischen Forschungszentrum nanoGUNE, San Sebastián, erläutert: "Nano-FTIR ermöglicht somit eine schnelle und zuverlässige chemische Identifizierung von praktisch jedem infrarot-aktiven Material auf der Nanometerskala." Zunächst einmal stimmen Nano-FTIR-Spektren sehr gut mit konventionellen FTIR-Spektren überein. Die räumliche Auflösung wird durch mehr als einen Faktor von 300 im Vergleich zur herkömmlichen Infrarot-Spektroskopie erhöht. Rainer Hillenbrand, ebenfalls nanoGUNE, sagt dazu: "Durch die hohe Empfindlichkeit gegenüber der chemischen Zusammensetzung in Kombination mit ultra-hoher Auflösung ist Nano-FTIR ein einzigartiges Werkzeug für Forschung, Entwicklung und Qualitätskontrolle in der Polymer-Chemie, Biomedizin und Pharma-Industrie." Zum Beispiel kann Nano-FTIR für die chemische Identifizierung von Probenverunreinigungen auf Nanoskala verwendet werden. Grob gesagt, betrifft die Nanotechnologie die Manipulation der Materie auf atomarer und molekularer Skala. Nanotechnologie-Forscher arbeiten mit Materialien, Geräten und anderen Strukturen, bei denen mindestens eine Dimension in der Größe von 1 bis 100 Nanometern vorliegt. Es ist zu hoffen, dass die Nanotechnologie auch weiterhin dazu beitragen wird, neue Materialien und Geräte zu entwickeln, die in einer Reihe von Bereichen wie Medizin, Elektronik und Biomaterialien eingesetzt werden können.Weitere Informationen finden Sie unter: NanoGUNE: http://www.nanogune.eu/en(öffnet in neuem Fenster)
Länder
Deutschland, Spanien