Kas ir nanoanalīze?

1914. gadā nanoanalīze patiešām sāka attīstīties, izgudrojot rentgenstaru kristalogrāfiju. Pirmā ķīmiskā viela, kuras atomu struktūra tika attēlota, bija galda sāls, NaCl. Rentgenstaru kristalogrāfija nerada precīzu nanoanalīzē pakļautā objekta attēlu — tā vietā tā atstaro rentgena starus (kuriem ir mazi viļņu garumi) no kristāla un tiek reģistrēts difrakcijas modelis, līdzīgs tam, ko redz, kad kāds tur kristālu. apgaismot un vēro, kā gaisma tiek atstarota. Kad kristāls tiek lēnām pagriezts, difrakcijas modelis turpina reģistrēties, un, izmantojot sarežģītas matemātikas metodes, pētnieks var ekstrapolēt kristāla atomu struktūru.

Kopš pirmās atklāšanas nanoanalīze ir izmantota dažādiem mērķiem. Rentgenstaru kristalogrāfija ir izmantota, lai attēlotu simtiem tūkstošu savienojumu struktūru, sākot no vienkāršākajiem monoatomiskiem kristāliem līdz sarežģītiem proteīniem. Rentgenstaru kristalogrāfijas datus izmantoja Vatsons un Kriks, lai izveidotu hipotēzi par DNS dubultspirāles struktūru 1953. gadā.

Nanoanalīze var būt sarežģīta, jo daudzas nanomēroga attēlveidošanas metodes ir tik jutīgas, ka paraugam ir jābūt atomiski perfektam, lai attēls izdotos labi. Tādējādi grūtākais parauga attēlveidošanas posms ir atrast labu.

Nanoanalīze ir izmantota, lai parādītu, kā materiāla nanomēroga struktūra var mainīt tā makromēroga īpašības. Piemēram, dažiem materiāliem ar atkārtotām nanomēroga struktūrām, ko sauc par metamateriāliem, ir neparastas optiskās vai elektriskās īpašības. Perlamutra, kas sastopama austerēs, un dažu veidu tauriņu spārniem ir skaists caurspīdīgs izskats, pateicoties to nanomēroga struktūras likumsakarībām. Bez nanoanalīzes mēs nekad neuzzinātu mehānismu, kas ir aiz tā.