Este gráfico ilustra la espectroscopia infrarroja del microscopio de fuerza atómica (AFM-IR) de nanoestructuras poliméricas. Crédito:Universidad de Illinois en Urbana-Champaign
(Phys.org) —Durante más de 20 años, Los investigadores han estado utilizando microscopía de fuerza atómica (AFM) para medir y caracterizar materiales a escala nanométrica. Sin embargo, las mediciones basadas en AFM de la química y las propiedades químicas de los materiales generalmente no eran posibles, hasta ahora.
Investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign informan que han medido las propiedades químicas de nanoestructuras de polímeros tan pequeñas como 15 nm, utilizando una técnica novedosa llamada espectroscopia infrarroja de microscopio de fuerza atómica (AFM-IR). El artículo, "Espectroscopía infrarroja de microscopio de fuerza atómica en nanoestructuras de polímero a escala de 15 nm, "aparece en el Revisión de instrumentos científicos 84, publicado por el Instituto Americano de Física.
"AFM-IR es una nueva técnica para medir la absorción de infrarrojos a escala nanométrica, "explicó William P. King, profesor de Abel Bliss en el Departamento de Ciencia e Ingeniería Mecánica de Illinois. "Las primeras mediciones basadas en AFM pudieron medir el tamaño y la forma de estructuras a escala nanométrica. A lo largo de los años, Los investigadores mejoraron el AFM para medir las propiedades mecánicas y eléctricas en la escala nanométrica. Sin embargo, las mediciones químicas se han quedado muy atrás, y cerrar esta brecha es una motivación clave para nuestra investigación.
Las propiedades químicas de estas nanoestructuras poliméricas se midieron utilizando espectroscopía infrarroja de microscopio de fuerza atómica (AFM-IR). Crédito:Universidad de Illinois en Urbana-Champaign
"Estas propiedades de absorción de infrarrojos proporcionan información sobre la unión química en una muestra de material, y estas propiedades de absorción de infrarrojos se pueden utilizar para identificar el material, "King agregó." Las nanoestructuras de polímero son aproximadamente un orden de magnitud más pequeñas que las medidas anteriormente ".
La investigación está habilitada por una nueva forma de analizar la dinámica a escala nanométrica dentro del sistema AFM-IR. Los investigadores analizaron la dinámica de AFM-IR utilizando una transformada de ondículas, que organiza las señales AFM-IR que varían tanto en tiempo como en frecuencia. Separando los componentes de tiempo y frecuencia, los investigadores pudieron mejorar la señal a ruido dentro de AFM-IR y, por lo tanto, medir muestras significativamente más pequeñas de lo que era posible anteriormente.
La capacidad de medir la composición química de nanoestructuras poliméricas es importante para una variedad de aplicaciones, incluyendo semiconductores, materiales compuestos, y diagnósticos médicos.
