El investigador utiliza vibraciones para determinar la composición de los materiales “

Híbrido-fotónico nanomecánica microscopía de fuerza (HPFM) aporta una mayor resolución espacial

Universidad de Florida Central

IMAGEN: Esta es investigador Laurene Tetard, Ph.D., de la Universidad de Florida.view central más

Crédito: Mark Schlueb, Universidad de Florida Central

Un equipo que incluye un investigador ahora en la Universidad de Florida Central ha desarrollado un nuevo método para identificar “huellas dactilares” químicas únicas materias ‘y mapeo de sus propiedades químicas con una resolución espacial mucho más alta que nunca.

Es un descubrimiento que podría tener implicaciones prometedoras para campos tan variados como la producción de biocombustibles, la energía solar, dispositivos opto-electrónicos, productos farmacéuticos y la investigación médica.

“Lo que nos interesa es las herramientas que nos permiten comprender el mundo a una escala muy pequeña,” dijo el profesor de la UCF Laurene Tetard, anteriormente del Laboratorio Nacional de Oak Ridge. “No sólo la forma del objeto, pero sus propiedades mecánicas, su composición y su evolución en el tiempo.”

Durante más de dos décadas, los científicos han utilizado la microscopía de fuerza atómica – una sonda que actúa como una aguja ultra sensible en un tocadiscos – para determinar las características de la superficie de las muestras a escala microscópica. Un “aguja” que llega a su punto de átomos-fina traza un recorrido a través de una muestra, la cartografía de las características de la superficie en un nivel subcelular.

Pero que la tecnología tiene sus límites. Se puede determinar las características topográficas de una muestra, pero no puede identificar su composición. Y con las herramientas estándar que se utilizan actualmente para el mapeo química, algo más pequeño que aproximadamente la mitad de una micra se va a ver como una mancha borrosa, por lo que los investigadores están de suerte si quieren estudiar lo que está sucediendo a nivel molecular.

Un equipo en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, que incluía Tetard ha llegado con una forma híbrida de que la tecnología que produce una imagen mucho más clara química. Asdescribed lunes en la journalNature nanotecnología, fotónica híbrido-nanomecánicas Microscopía de Fuerza (HPFM) puede discernir las características topográficas de una muestra junto con las propiedades químicas a una escala mucho más fina.

El método HPFM es capaz de identificar los materiales basados ??en las diferencias en la vibración producida cuando están sometidos a diferentes longitudes de onda de la luz – en esencia única de un material “huella digital”.

“Lo que estamos desarrollando es una nueva forma de hacer que la detección sea posible”, dijo Tetard, que tiene citas conjuntas al Departamento de Física de la UCF, Ciencia de los Materiales y el Departamento de Ingeniería y el Centro de Tecnología de la nanociencia.

Los investigadores demostraron la eficacia de HPFM al examinar muestras de un árbol de álamo oriental, una fuente potencial de biocombustibles. Mediante el examen de las muestras de plantas a escala nanométrica, los investigadores por primera vez fueron capaces de determinar las características moleculares de álamo tanto no tratada y procesada químicamente dentro de las paredes celulares de las plantas.

El equipo de investigación incluyó Tetard; Ali Passian, RH Farahi y Brian Davison, todos Oak Ridge National Laboratory; y Thomas Thundat de la Universidad de Alberta.

A largo plazo, los resultados ayudarán a revelar mejores métodos para la producción de biocombustible a partir de la mayor parte del álamo, un beneficio potencial para la industria. Del mismo modo, el nuevo método podría ser utilizado para examinar muestras de plantas miríada para determinar si son buenos candidatos para la producción de biocombustibles.

Los usos potenciales de la tecnología van más allá del mundo de los biocombustibles. Continuación de la investigación puede permitir HPFM para ser utilizado como una sonda de manera, por ejemplo, sería posible estudiar el efecto de los nuevos tratamientos se están desarrollando para guardar plantas tales como árboles de cítricos de enfermedades bacterianas diezmando rápidamente la industria de cítricos, o estudio photonically- fundamental procesos inducidos en los sistemas complejos, tales como en los materiales de células solares o dispositivos opto-electrónicos.

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