纳米分析是一个听起来很花哨的词,只是意味着观察纳米尺度的东西。 你可以把观察窗外称为 "宏观分析",因为它涉及到宏观尺度的场景分析。 纳米分析是使用任何数量的可以解决纳米尺度图像的技术--扫描隧道显微镜(STMs)、原子力显微镜(AFMs)、扫描探针显微镜(SPMs)、透射电子显微镜(TEMs)、场发射显微镜(FEMs),以及最高分辨率的X射线晶体学。
纳米分析真正起飞是在1914年X射线晶体学的发明。 第一种原子结构被成像的化学品是食盐,氯化钠。 X射线晶体学并不产生纳米分析下物体的精确图像--相反,它从晶体上反射X射线(具有微小的波长),并记录衍射图案,类似于有人将晶体举到光线下观察光线如何被反射。 随着晶体慢慢转动,衍射图案继续被记录,使用复杂的数学技术,调查人员可以推断出晶体的原子结构。
自从纳米分析被首次发现以来,它已被用于各种目的。 X射线晶体学已被用于成像数十万种化合物的结构,从最简单的单原子晶体到复杂的蛋白质。 X射线晶体学数据被沃森和克里克用来在1953年形成他们关于DNA双螺旋结构的假说。
纳米分析是具有挑战性的,因为许多纳米级的成像技术非常敏感,样品必须在原子上是完美的,图像才能出来。 因此,对样品进行成像最困难的部分是找到一个好的样品。
纳米分析已经被用来显示材料的纳米级结构如何改变其宏观属性。 例如,某些具有重复的纳米级结构的材料,称为超材料,具有不寻常的光学或电学特性。 在牡蛎中发现的珍珠母,以及某些类型的蝴蝶翅膀由于其纳米级结构的规律性而具有美丽的半透明外观。 没有纳米分析,我们永远不会知道这背后的机制。
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