Ce graphique illustre la spectroscopie infrarouge au microscope à force atomique (AFM-IR) de nanostructures polymères. Crédit :Université de l'Illinois à Urbana-Champaign
(Phys.org) —Depuis plus de 20 ans, les chercheurs ont utilisé la microscopie à force atomique (AFM) pour mesurer et caractériser les matériaux à l'échelle nanométrique. Cependant, les mesures basées sur l'AFM de la chimie et des propriétés chimiques des matériaux n'étaient généralement pas possibles, jusqu'à maintenant.
Des chercheurs de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign rapportent qu'ils ont mesuré les propriétés chimiques de nanostructures polymères aussi petites que 15 nm, en utilisant une nouvelle technique appelée spectroscopie infrarouge au microscope à force atomique (AFM-IR). L'article, "Spectroscopie infrarouge au microscope à force atomique sur nanostructures polymères à l'échelle 15 nm, " apparaît dans le Examen des instruments scientifiques 84, publié par l'Institut américain de physique.
" L'AFM-IR est une nouvelle technique de mesure de l'absorption infrarouge à l'échelle nanométrique, " a expliqué William P. King, un professeur Abel Bliss au département des sciences mécaniques et du génie de l'Illinois. "Les premières mesures basées sur l'AFM pourraient mesurer la taille et la forme de structures à l'échelle nanométrique. Au fil des ans, les chercheurs ont amélioré l'AFM pour mesurer les propriétés mécaniques et les propriétés électriques à l'échelle nanométrique. Cependant, les mesures chimiques sont loin derrière, et combler cet écart est une motivation clé pour notre recherche.
Les propriétés chimiques de ces nanostructures polymères ont été mesurées par spectroscopie infrarouge au microscope à force atomique (AFM-IR). Crédit :Université de l'Illinois à Urbana-Champaign
"Ces propriétés d'absorption infrarouge fournissent des informations sur la liaison chimique dans un échantillon de matériau, et ces propriétés d'absorption infrarouge peuvent être utilisées pour identifier le matériau, " King a ajouté. " Les nanostructures de polymère sont environ un ordre de grandeur plus petites que celles mesurées précédemment. "
La recherche est rendue possible par une nouvelle façon d'analyser la dynamique à l'échelle nanométrique au sein du système AFM-IR. Les chercheurs ont analysé la dynamique AFM-IR à l'aide d'une transformée en ondelettes, qui organise les signaux AFM-IR qui varient à la fois dans le temps et en fréquence. En séparant les composantes temps et fréquence, les chercheurs ont pu améliorer le rapport signal sur bruit dans l'AFM-IR et ainsi mesurer des échantillons nettement plus petits qu'auparavant.
La capacité de mesurer la composition chimique des nanostructures polymères est importante pour une variété d'applications, y compris les semi-conducteurs, matériaux composites, et diagnostics médicaux.
