Stay on top!
Get helpful articles and special offers once a month.
水环境中天线增强型红外光诱导力成像技术实现超分辨率与超灵敏度探测
Li, J., Pang, J., Yan, Z., Jahng, J., Li, J., Morrison, W., Liang, J., Zhang, Q., Xia, X.,
CCS Chemistry
Abstract
针尖增强红外（IR）光谱与成像技术已被广泛应用于前沿研究，以深入理解纳米尺度界面的组成、结构与功能。然而，分子单层灵敏度此前仅在固/气界面得到验证。在水环境中，灵敏度下降限制了针尖增强红外纳米光谱的实际应用。本研究提出一种结合光诱导力（PiF）显微镜与谐振天线的水环境超灵敏纳米红外光谱与成像方法。针尖与天线间高度局域的电场增强了光诱导力，而通过等离激元内反射模式的激发最小化了环境吸收。成功在水环境中识别出原子力显微镜针尖上功能化的聚二甲基硅氧烷（PDMS）层（约1–2 nm厚度）以及天线表面不同尺寸的自组装牛血红蛋白单分子层。实验证实对PDMS中约604个化学键的采样体积实现了亚10 nm空间分辨率，并通过天线电场分布图谱验证。该平台首次实现了光诱导力显微镜在水环境的应用，为获得高度增强的纳米红外信号提供了全新构型，有望推动水环境界面与纳米系统的未来研究。