納米級紅外光譜:nanoIR 納米紅外光譜儀
從宏觀、亞微米到納米尺度的紅外光譜
nanoIR 納米紅外光譜儀：
布魯克公司是從宏觀、亞微米到納米尺度紅外光譜（nanoIR）領域的世界。在納米尺度下的物理和化學性質等測量方面，我們致力于為聚合物、二維材料、材料科學、生命科學和微電子工業等多個領域提供創新的產品和解決方案。
Anasys 納米紅外光譜儀（nanoIR) 已被多所大學、國家實驗室和的化學/材料公司所采用。憑借高影響力和不斷增長的研究成果，通過廣大客戶的實際應用，納米紅外光譜儀表現出了良好的易用性和高效性。
快速掃描納米紅外光譜Anasys nanoIR2-FS
—納米尺度紅外光譜解決方案
納米紅外光譜系統（nanoIR系列）是美國Anasys儀器公司于2010年研發的基于原子力顯微鏡（AFM）的材料表征工具。其采用的光熱誘導共振技術（PTIR，也稱AFM-IR），使紅外光譜的空間分辨率突破了光學衍射極限，提高至10納米級別。在得到微區形貌，表面物理性能的基礎上，進一步幫助研究人員全面解析樣品表面納米尺度的化學信息。
Anasys開創了納米紅外化學解析的新領域，由于超高空間分辨率的紅外光譜采集和化學成分成像，被為近十來年光譜領域的技術進步。該技術曾榮獲2010年度美國R&D100大獎。2016年Anasys發布了一代產品nanoIR2-FS，在廣受歡迎的第二代納米紅外光譜系統的基礎上實現快速掃描功能，光譜采集速度<3s/光譜；的輕敲模式納米紅外將空間分辨率提高至10nm以上，并大大提高紅外成像速度，并使得較軟的生物材料等軟物質的化學成像實現質的飛躍。
NanoIR系列包含有一個原子力顯微鏡用于探測形貌及成像，除此之外，采用一個可調脈沖激光源照射樣品，利用AFM針尖在納米尺度下探測輻射吸收，獲得納米尺度紅外光譜，特定波長下的掃描成像圖為用戶提供超高分辨率的組分分布。
NanoIR應用廣泛，如聚合物共混物、薄至單層的薄膜、界面和表面、電紡纖維、細胞、細菌、淀粉質物質、半導體表面有機污染物等。
主要特點：
消除分析化學研究人員的擔憂--與FTIR光譜吻合，沒有吸收峰的任何偏移
基于保護的脈沖共振增強技術：實現單分子層超薄樣品化學分析
技術實現智能的光路優化調整，無需擔心光路偏差拖延你的實驗進度
最準確的定性微區化學表征，得到美國國家標準局NIST, 橡樹嶺國家實驗室等美國機構的認可
簡單易用的操作，被三十多位企業用戶和近百位學術界所選擇
基于DI傳承的多功能AFM實現納米熱學，力學，電學和磁學測量：
納米熱分析模塊（nanoTA, SThM）
洛侖茲接觸共振模塊（LCR）
導電原子力顯微鏡鏡（CAFM）
開爾文電勢顯微鏡（KPFM）
磁力顯微鏡（MFM）
靜電力顯微鏡（EFM）
AFM-IR技術:
圖1 工作原理
nanoIR2-FS使用連續可調脈沖紅外光源從側面照射樣品。樣品吸收特定波長的輻射波，產生熱量引發樣品快速熱膨脹，從而使AFM微懸臂產生共振震蕩。震蕩波以鈴流的形式衰減。用傅里葉變換對鈴流信號進行分析，獲得振動的振幅和頻率。通過建立微懸臂的振幅與光源波長的關系可得到局部吸收光譜(見圖1)。AFM-IR光譜與傳統FTIR光譜高度吻合，可使用傳統的FTIR數據庫進行分析（見圖2）。
圖2 聚苯乙烯的nanoIR譜圖與FTIR譜圖的對比
典型應用案例：
金基底上自組裝的PEG單分子層的納米化學研究
圖3左上圖為AFM形貌圖，右上圖為在1340cm-1下的紅外吸收化學成像，可觀察到幾十納米分辨率的化學組分分布。 下圖為AFM-IR光譜。
圖3 金基底上自組裝的PEG單分子層的納米化學研究
高分子共混物的化學組分研究
利用納米紅外AFM-IR對高抗沖聚丙烯共聚物（HIPP）三種不同微區組分進行成分鑒定和定量分析，1378cm-1處紅外成像 （圖4 c）顯示橡膠粒子的硬核區域具有更強的紅外吸收，表明其主要成分是聚丙烯，這是次獲得聚丙烯是一些HIPP體系中橡膠粒子硬核的主要成分的直接證據。利用AFM-IR光譜和FTIR光譜的高度一致性，使用常規FTIR用標準的乙丙共聚、共混標樣制作工作曲線，利用AFM-IR光譜對三種不同微區的組分進行定量分析。
Analysis of Nanodomain Composition in High-Impact Polypropylene by Atomic Force Microscopy-Infrared. Anal. Chem. 2016, 88, 4926?4930
圖4高抗沖聚丙烯共聚物（HIPP）三種不同微區組分的研究
a HIPP結構示意圖，b AFM形貌圖, c 1378cm-1處紅外成像, d 三個不同微區的AFM-IR光譜, e 利用FTIR制作定量分析的工作曲線, f 利用AFM-IR光譜和e工作曲線計算得到三個微區PE的含量。
