Uno dei risultati chiave dell'era delle nanotecnologie è lo sviluppo di tecnologie di produzione in grado di fabbricare nanostrutture formate da più materiali. Tale integrazione su scala nanometrica di materiali compositi ha consentito innovazioni nei dispositivi elettronici, celle solari, e diagnostica medica.

Sebbene ci siano stati progressi significativi nella nanoproduzione, ci sono stati molti meno progressi nelle tecnologie di misurazione in grado di fornire informazioni sulle nanostrutture realizzate con più materiali integrati. I ricercatori dell'Università dell'Illinois Urbana-Champaign e Anasys Instruments Inc. ora segnalano nuovi strumenti diagnostici in grado di supportare la nanoproduzione all'avanguardia.

"Abbiamo utilizzato la spettroscopia a infrarossi basata su microscopio a forza atomica (AFM-IR) per caratterizzare nanostrutture polimeriche e sistemi di nanostrutture polimeriche integrate, " disse William King, il College of Engineering Bliss Professor presso il Dipartimento di Scienze e Ingegneria Meccanica dell'Università dell'Illinois Urbana-Champaign. "In questa ricerca, siamo stati in grado di analizzare chimicamente linee polimeriche fino a 100 nm. Possiamo anche distinguere chiaramente diversi polimeri con nanomodelli utilizzando i loro spettri di assorbimento a infrarossi ottenuti con la tecnica AFM-IR".

In AFM-IR, un laser a infrarossi (IR) a impulsi rapidi viene diretto su un campione sottile che assorbe la luce IR e subisce una rapida espansione termomeccanica. Una punta AFM a contatto con la nanostruttura polimerica risuona in risposta all'espansione, e questa risonanza è misurata dall'AFM.

"Mentre i nanotecnologi sono da tempo interessati alla produzione di nanostrutture integrate, sono stati limitati dalla mancanza di strumenti in grado di identificare la composizione del materiale su scala nanometrica", ha affermato Craig Prater, co-autore dello studio e chief technology officer di Anasys Instruments Inc. "La tecnica AFM-IR offre la capacità unica di mappare contemporaneamente la morfologia su nanoscala ed eseguire analisi chimiche su scala nanometrica".