p Um microscópio em desenvolvimento no Laboratório Nacional de Oak Ridge, do Departamento de Energia, permitirá aos cientistas estudar materiais biológicos e sintéticos para observar simultaneamente as propriedades químicas e físicas na superfície e abaixo dela. p O Microscópio de Força Atômica com Sintetização de Modo Fotônico Híbrido é único, de acordo com o investigador principal Ali Passian, do grupo Quantum Information System do ORNL. Como um híbrido, o instrumento, descrito em um artigo publicado em Nature Nanotechnology , combina as disciplinas de nanospectroscopia e microscopia nanomecânica.

p "Nosso microscópio oferece um método rápido não invasivo para explorar materiais simultaneamente por suas propriedades químicas e físicas, "Passian disse." Isso permite que os pesquisadores estudem a superfície e subsuperfície de amostras sintéticas e biológicas, que é uma capacidade que até agora não existia. "

p O instrumento do ORNL retém todas as vantagens de um microscópio de força atômica ao mesmo tempo que oferece o potencial para descobertas por meio de sua alta resolução e capacidades espectroscópicas de subsuperfície.

p "A originalidade do instrumento e da técnica reside em sua capacidade de fornecer informações sobre a composição química de um material no amplo espectro infravermelho da composição química, enquanto mostra a morfologia do interior e exterior de um material com resolução em nanoescala - um bilionésimo de metro, "Passian disse.

p Os pesquisadores serão capazes de estudar amostras que variam de nanopartículas e nanoestruturas projetadas a polímeros biológicos de ocorrência natural, tecidos e células vegetais.

p A primeira aplicação como parte do Centro de Ciências de Bioenergia do DOE foi no exame de paredes de células vegetais sob vários tratamentos para fornecer caracterização submicrônica. A parede celular da planta é uma nanoestrutura em camadas de biopolímeros como a celulose. Os cientistas querem converter esses biopolímeros para liberar os açúcares úteis e liberar energia.

p Um instrumento anterior, também inventado no ORNL, forneceu imagens de estruturas de parede celular de choupo que renderam informações topológicas sem precedentes, avanço da pesquisa fundamental em biocombustíveis sustentáveis.

p Por causa das capacidades impressionantes deste novo instrumento, a equipe de pesquisadores prevê aplicações amplas.

p "Existe uma necessidade urgente de novas plataformas que possam enfrentar os desafios de subsuperfície e caracterização química em escala nanométrica, "disse o co-autor Rubye Farahi." Abordagens híbridas como a nossa reúnem vários recursos, nesse caso, espectroscopia e microscopia de alta resolução. "

p Olhando para dentro, o microscópio híbrido consiste em um módulo fotônico que é incorporado a um microscópio de força atômica com síntese de modos. O aspecto modular do sistema torna possível acomodar várias fontes de radiação, como lasers sintonizáveis ​​e fontes monocromáticas ou policromáticas não coerentes.