Ученые разрабатывают надежный протокол для наноразмерной химической визуализации с использованием спектроскопии комбинационного рассеяния света

27 марта 2019 года

Исследователи из Национальной физической лаборатории (NPL) и Утрехтского университета разработали строгий протокол для наноразмерной химической визуализации с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния света (TERS), как сообщается в журнале Протоколы о природе.

Химическая визуализация поверхностей жизненно важна для понимания связей между химическими, структурными и функциональными свойствами в областях, охватывающих материальные, химические и биологические науки. Традиционные методы химического анализа, как правило, ограничены недостатками пространственного разрешения в микромасштабах, низкой чувствительностью, высоким вакуумом, неправильной маркировкой и разрушением исследуемых образцов.

Исследователи из NPL и Утрехтского университета продемонстрировали потенциал нового аналитического метода, известного как спектроскопия комбинационного рассеяния света (TERS), который преодолевает недостатки традиционных аналитических методов и предлагает безразмерную и неразрушающую химическую визуализацию на наноразмерный, в воздухе, а также в жидких средах. Чтобы более широко использовать эту технику, пришлось преодолеть много практических трудностей и разработать сильный процесс, чтобы получить воспроизводимые и убедительные результаты.

Это было достигнуто в течение многих лет, и в настоящее время исследователи могут успешно использовать TERS для характеристики самоорганизующихся монослоев органических молекул, одностенных углеродных нанотрубок, полимерных тонких пленок, наноразмерных структурных дефектов в однослойном графен, малые молекулы в биологических клетках и реакции в гетерогенных каталитических системах.

При наличии согласованной технологии TERS теперь можно использовать и в новых областях применения, главным образом в областях, где требуется визуализация поверхностей в жидкости, что до сих пор было невозможно. Поскольку TERS предлагает базовую информацию о химическом поведении материалов, эта информация позволит создавать новые продукты более быстрыми темпами, в диапазоне технологических областей, стоимостью в миллиарды долларов.

За последние два десятилетия TERS стал мощным и надежным инструментом для химического анализа поверхности на наноуровне, сочетая высокую химическую чувствительность спектроскопии комбинационного рассеяния с поверхностным усилением (SERS) и наноразмерное пространственное разрешение сканирующего зонда. микроскопия (СЗМ). Публикация этого протокола позволит еще больше ускорить исследования TERS по всему миру и поможет исследователям получить надежные аналитические данные по широкому спектру функциональных материалов.

Доктор Нареш Кумар, ведущий исследователь и научный сотрудник, NPL

Измерение каталитических явлений в нанометровом масштабе является очень сложной задачей. Это необходимо для разработки новых или значительно улучшенных каталитических материалов для ускорения химических процессов, способствуя тем самым переходу к более устойчивому обществу. TERS является одним из многообещающих методов, и протоколы измерений, о которых сообщается в этой статье, помогут ученым раскрыть тонкости каталитических процессов.

Берт Векхуйзен, профессор неорганической химии и катализа, Утрехтский университет

Source link