Vad är Nanoanalysis?

September 4

Nanoanalysis är ett finare klingande ord som betyder bara tittar på något på nanometerskala. Du kan kalla tittar ut genom ett fönster "makroanalys," eftersom det innebär en analys av en scen på makroskala. Nanoanalysis bedrivs med valfritt antal tekniker som kan lösa bilder på nanonivå - sveptunnelmikroskop (STM), atomkraftsmikroskop (AFMs), svepprobmikroskop (SPMS), transmissionselektronmikroskop (TEMS), fältemissions mikroskop (FEMS) och för den högsta upplösningen, röntgenkristallografi.

Nanoanalysis verkligen tog fart med uppfinningen av röntgenkristallografi 1914. Den första kemiska vars atomstruktur avbildades var koksalt, NaCl. Röntgenkristallografi producerar inte en exakt bild av objektet under nanoanalysis - istället, speglar det röntgen (som har små våglängder) utanför en kristall och en diffraktionsmönster registreras, liknande vad som ses när någon håller upp en kristall att tända och iakttar hur ljuset reflekteras. När kvartsen långsamt vrids, fortsätter diffraktionsmönstret som skall spelas in, och med hjälp av sofistikerade matematiska metoder kan utredaren extrapolera den atomära strukturen hos kristallen.

Nanoanalysis har använts för en mängd olika ändamål, eftersom den först upptäcktes. Röntgenkristallografi har använts för att bilden strukturen i hundratusentals föreningar, från de enklaste enatomig kristaller till komplexa proteiner. Röntgenkristallografi uppgifterna användes av Watson och Crick för att bilda sin hypotes på dubbelhelixstruktur av DNA 1953.

Nanoanalysis kan vara utmanande eftersom många nanoavbildningstekniker är så känsliga att provet måste vara Atomically perfekt för bilden att komma ut väl. Således är den svåraste delen av att avbilda ett prov att hitta en bra.

Nanoanalysis har använts för att visa hur nanostrukturen hos ett material kan ändra sina makroskala egenskaper. Till exempel, vissa material med repetitiva nanostrukturer, kallade metamaterial, har ovanliga optiska eller elektriska egenskaper. Mother-of-pearl, som finns i ostron, och vissa typer av fjärilsvingar har en vacker genomskinligt utseende beroende på regelbundenheter i deras nanoskala struktur. Utan nanoanalysis, skulle vi aldrig veta mekanismen bakom detta.

  • Nanoanalysis av DNA: s struktur utfördes genom röntgen chrystallography.
  • Den första kemiska vars struktur avbildas på nanonivå var bordssalt.