p (PhysOrg.com) - Um pixel vale mais que mil palavras? Não exatamente como diz o ditado, mas neste caso, é verdade:os cientistas da Fundição Molecular do Berkeley Lab foram os pioneiros em um novo método de mapeamento químico que fornece uma visão sem precedentes de materiais em nanoescala. Indo além das técnicas tradicionais de imagem estática, que fornecem um instantâneo no tempo, esses novos mapas guiarão os pesquisadores na decifração da química molecular e das interações em nanoescala - essenciais para a fotossíntese artificial, produção de biocombustíveis e aplicações de coleta de luz, como células solares. p “Esta nova técnica nos permite capturar imagens de nanomateriais de altíssima resolução com uma grande quantidade de informações físicas e químicas em cada pixel, ”Diz Alexander Weber-Bargioni, um pós-doutorado em Imaging and Manipulation of Nanostructures Facility at the Foundry. “Normalmente, quando você tira uma foto, você acabou de obter uma imagem de como é este material, mas nada mais. Com nosso método, agora podemos obter informações sobre a funcionalidade de uma nanoestrutura com detalhes ricos. ”

p A Molecular Foundry é um centro de nanociências do Office of Science do Departamento de Energia dos EUA (DOE) e uma instalação de usuário nacional. Com a ferramenta de feixe de íons focalizado de última geração da Foundry à sua disposição, Weber-Bargioni e sua equipe projetaram e fabricaram uma antena coaxial capaz de focar luz em nanoescala, - um aproveitamento de luz semelhante a empunhar uma faca afiada em uma tempestade, Weber-Bargioni diz.

p Consistindo em ouro enrolado em uma ponta de microscópio de força atômica de nitreto de silício, esta antena coaxial serve como uma sonda óptica para estruturas com resolução nanométrica por várias horas de cada vez. Além do mais, ao contrário de outras pontas de sondagem de digitalização, fornece aprimoramento suficiente, ou intensidade da luz, para relatar a impressão digital química em cada pixel durante a coleta de uma imagem (normalmente 256 x 256 pixels). Esses dados são então usados ​​para gerar vários mapas "relacionados à composição, ”Cada um com uma riqueza de informações químicas em cada pixel, com uma resolução de apenas vinte nanômetros. Os mapas fornecem informações essenciais para o exame de nanomateriais, em que a química da superfície local e as interfaces dominam o comportamento.

p “Fabricar sondas reproduzíveis de microscopia óptica de campo próximo sempre foi um desafio, ”Diz Frank Ogletree, Diretor interino das Instalações da Instalação de Imagem e Manipulação de Nanoestruturas da Fundição. “Agora temos um método de alto rendimento para fazer sondas plasmônicas projetadas para espectroscopia em uma variedade de superfícies.”

p Para testar a capacidade de sua nova sonda, a equipe examinou nanotubos de carbono, folhas de átomos de carbono enroladas firmemente em tubos de apenas alguns nanômetros de diâmetro. Os nanotubos de carbono são ideais para esse tipo de investigação interativa, pois suas propriedades eletrônicas e estruturais incomparáveis ​​são sensíveis a mudanças químicas localizadas.

p Os usuários que vêm à Molecular Foundry para buscar informações sobre materiais de coleta de luz ou qualquer sistema dinâmico devem se beneficiar deste sistema de imagem, Weber-Bargioni diz.

p Adiciona Jim Schuck, cientista da equipe da Instalação de Imagem e Manipulação de Nanoestruturas da Fundição, “We’re very excited—this new nano-optics capability enables us to explore previously inaccessible properties within nanosystems. The work reflects a major strength of the Molecular Foundry, where collaboration between scientists with complementary expertise leads to real nanoscience breakthroughs.”