Des chercheurs espagnols et allemands ont réalisé un nouveau développement instrumental qui résout une question clé de la science des matériaux et de la nanotechnologie :comment identifier chimiquement les matériaux à l'échelle nanométrique.

L'un des principaux objectifs de la chimie moderne et de la science des matériaux est de réaliser la cartographie chimique non invasive des matériaux avec une résolution à l'échelle nanométrique.

Bien qu'il existe actuellement une variété de techniques d'imagerie à haute résolution, comme la microscopie électronique ou la microscopie à sonde à balayage, leur sensibilité chimique ne peut pas répondre aux exigences de la nano-analyse chimique moderne. Et malgré la haute sensibilité chimique offerte par la spectroscopie optique, sa résolution est limitée par diffraction à environ la moitié de la longueur d'onde, empêchant ainsi la cartographie chimique à l'échelle nanométrique.

Mais maintenant, l'équipe européenne a mis au point une nouvelle méthode appelée Nano-FTIR, comme ils l'expliquent dans la revue Nano Letters.

Le nano-FTIR est une technique optique qui combine la microscopie optique à champ proche à balayage de type diffusion (s-SNOM) et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR).

L'équipe a illuminé la pointe métallisée d'un microscope à force atomique (AFM) avec un laser infrarouge à large bande, et analysé la lumière rétrodiffusée avec un spectromètre à transformée de Fourier spécialement conçu. Cela signifiait qu'ils pouvaient démontrer la spectroscopie infrarouge locale avec une résolution spatiale de moins de 20 nanomètres.

L'auteur principal de l'étude Florian Huth du centre de recherche espagnol nanoGUNE, basé à Saint-Sébastien, commente :« Le nano-FTIR permet ainsi une identification chimique rapide et fiable de pratiquement n'importe quel matériau infrarouge à l'échelle nanométrique.

Pour démarrer, Les spectres nano-FTIR correspondent extrêmement bien aux spectres FTIR conventionnels. La résolution spatiale est augmentée de plus d'un facteur 300 par rapport à la spectroscopie infrarouge classique.

Rainer Hillenbrand, également de nanoGUNE, déclare : « La haute sensibilité à la composition chimique combinée à une résolution ultra-élevée fait du nano-FTIR un outil unique pour la recherche, développement et contrôle qualité en chimie des polymères, biomédecine et industrie pharmaceutique.

Par exemple, nano-FTIR peut être appliqué pour l'identification chimique des contaminations d'échantillons à l'échelle nanométrique.

D'une manière générale, la nanotechnologie est la manipulation de la matière à l'échelle atomique et moléculaire. Les chercheurs en nanotechnologie travaillent avec des matériaux, dispositifs et autres structures ayant au moins une dimension de 1 à 100 nanomètres.

On espère que la nanotechnologie continuera à aider à créer de nouveaux matériaux et dispositifs pouvant être appliqués dans divers domaines tels que la médecine, électronique et biomatériaux.