(PhysOrg.com) - ¿Un píxel vale más que mil palabras? No es exactamente como dice el refrán, pero en este caso, Es cierto:los científicos de la Fundición Molecular de Berkeley Lab han sido pioneros en un nuevo método de mapeo químico que proporciona una visión sin precedentes de los materiales a nanoescala. Más allá de las técnicas tradicionales de imágenes estáticas, que proporcionan una instantánea en el tiempo, Estos nuevos mapas guiarán a los investigadores a descifrar la química molecular y las interacciones a nanoescala, lo que es fundamental para la fotosíntesis artificial. aplicaciones de producción de biocombustibles y captación de luz como las células solares.

“Esta nueva técnica nos permite capturar imágenes de nanomateriales de muy alta resolución con una gran cantidad de información física y química en cada píxel, ”Dice Alexander Weber-Bargioni, becario postdoctoral en la instalación de imágenes y manipulación de nanoestructuras en la fundición. "Por lo general, cuando tomas una imagen, solo obtienes una imagen de cómo se ve este material, pero nada mas. Con nuestro método, ahora podemos obtener información sobre la funcionalidad de una nanoestructura con gran detalle ".

The Molecular Foundry es un centro de nanociencia de la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de EE. UU. Y una instalación nacional para usuarios. Con la herramienta de haz de iones enfocado de última generación de Foundry a su disposición, Weber-Bargioni y su equipo diseñaron y fabricaron una antena coaxial capaz de enfocar la luz a nanoescala, - un aprovechamiento de la luz similar a blandir un cuchillo afilado en una tormenta eléctrica, Dice Weber-Bargioni.

Consiste en oro envuelto alrededor de una punta de microscopio de fuerza atómica de nitruro de silicio, esta antena coaxial sirve como sonda óptica para estructuras con resolución nanométrica durante varias horas seguidas. Además, a diferencia de otras puntas de sonda de escaneo, proporciona suficiente mejora, o intensidad de la luz, para informar de la huella química en cada píxel mientras se recopila una imagen (normalmente 256 x 256 píxeles). Luego, estos datos se utilizan para generar múltiples mapas relacionados con la composición, ”Cada uno con una gran cantidad de información química en cada píxel, con una resolución de solo veinte nanómetros. Los mapas proporcionan información que es fundamental para examinar nanomateriales, en el que la química de la superficie local y las interfaces dominan el comportamiento.

“Fabricar sondas de microscopía óptica de campo cercano reproducibles siempre ha sido un desafío, "Dice Frank Ogletree, Director interino de la instalación de la instalación de imágenes y manipulación de nanoestructuras en la fundición. "Ahora tenemos un método de alto rendimiento para fabricar sondas plasmónicas diseñadas para espectroscopia en una variedad de superficies".

Para probar la capacidad de su nueva sonda, el equipo examinó los nanotubos de carbono, láminas de átomos de carbono enrolladas firmemente en tubos de solo unos pocos nanómetros de diámetro. Los nanotubos de carbono son ideales para este tipo de investigación interactiva, ya que sus propiedades electrónicas y estructurales incomparables son sensibles a los cambios químicos localizados.

Los usuarios que vengan a Molecular Foundry para buscar información sobre materiales de captación de luz o cualquier sistema dinámico deberían beneficiarse de este sistema de imágenes. Dice Weber-Bargioni.

Agrega Jim Schuck, científico de planta en la instalación de imágenes y manipulación de nanoestructuras en la fundición, “We’re very excited—this new nano-optics capability enables us to explore previously inaccessible properties within nanosystems. The work reflects a major strength of the Molecular Foundry, where collaboration between scientists with complementary expertise leads to real nanoscience breakthroughs.”