Kas yra Nanoanalizė?

Nanoanalizė yra įmantriai skambantis žodis, kuris tiesiog reiškia žiūrėti į kažką nanometrų skalėje. Žiūrėjimą pro langą galite pavadinti „makroanalize“, nes ji apima scenos analizę makro mastu. Nanoanalizė atliekama naudojant įvairias technologijas, kurios gali išskirti vaizdus nanoskalėje – skenuojamuosius tunelinius mikroskopus (STM), atominės jėgos mikroskopus (AFM), skenuojančius zondų mikroskopus (SPM), transmisijos elektroninius mikroskopus (TEM), lauko emisijos mikroskopus (FEM). o didžiausiai raiškai – rentgeno kristalografija.

1914 m. išradus rentgeno kristalografiją, nanoanalizė tikrai išpopuliarėjo. Pirmoji cheminė medžiaga, kurios atominė struktūra buvo vaizduojama, buvo valgomoji druska NaCl. Rentgeno kristalografija nesukuria tikslaus nanoanalizės objekto vaizdo – vietoj to ji atspindi rentgeno spindulius (kurių bangos ilgiai yra maži) nuo kristalo ir užregistruojamas difrakcijos modelis, panašus į tą, kuris matomas, kai kas nors laiko kristalą. apšviesti ir stebi, kaip šviesa atsispindi. Kai kristalas lėtai sukasi, difrakcijos modelis ir toliau registruojamas, o naudodamas sudėtingus matematinius metodus tyrėjas gali ekstrapoliuoti kristalo atominę struktūrą.

Nanoanalizė buvo naudojama įvairiems tikslams nuo tada, kai buvo pirmą kartą atrasta. Rentgeno kristalografija buvo naudojama šimtų tūkstančių junginių struktūrai vaizduoti – nuo ​​paprasčiausių monoatominių kristalų iki sudėtingų baltymų. Rentgeno kristalografijos duomenis Watsonas ir Crickas naudojo, kad sudarytų hipotezę apie DNR dvigubos spiralės struktūrą 1953 m.

Nanoanalizė gali būti sudėtinga, nes daugelis nanoskalės vaizdo gavimo metodų yra tokie jautrūs, kad mėginys turi būti atomiškai tobulas, kad vaizdas būtų geras. Taigi, sunkiausia dalis vaizduojant pavyzdį yra rasti gerą.
Nanoanalizė buvo panaudota norint parodyti, kaip medžiagos nanoskalės struktūra gali pakeisti jos makroskalės savybes. Pavyzdžiui, tam tikros medžiagos, turinčios pasikartojančias nanoskalės struktūras, vadinamos metamedžiagomis, turi neįprastų optinių ar elektrinių savybių. Perlamutras, randamas austrėse, ir tam tikrų tipų drugelių sparnai turi gražią permatomą išvaizdą dėl jų nanoskalės struktūros dėsningumų. Be nanoanalizės niekada nesužinosime, koks mechanizmas yra už tai.