紅外納米光譜?技術(shù)能夠解決的測(cè)試問(wèn)題-華普通用

2017年C Y Wu等人在Nature上發(fā)文，他們使用基于同步輻射紅外納米光譜(Synchrotron-radiation-based infrared nanospectroscopy，SINS)，成功研究了結(jié)合在催化劑顆粒上的N-雜環(huán)卡賓分子的化學(xué)轉(zhuǎn)化，空間分辨率達(dá)25nm。研究人員由此可以分辨具有不同活性的顆粒區(qū)域，結(jié)果表明，與顆粒頂部的平坦區(qū)域相比，紅外納米光譜包含低配位數(shù)金屬原子的顆粒邊緣的催化活性更高，能更有效催化結(jié)合在催化劑顆粒上的N-雜環(huán)卡賓分子中化學(xué)活性基團(tuán)的氧化和還原(見(jiàn)圖)。

　　納米級(jí)紅外光譜在很大程度上可以解決橫向空間分辨率的測(cè)試問(wèn)題，但物質(zhì)尤其是生物組織對(duì)于紫外、近紅外和中紅外波段的光波均是強(qiáng)散射媒質(zhì)，光波在其中傳播的平均自由程僅約為1mm，紅外納米光譜超出這個(gè)極限以后，光散射將干擾光波的傳播路徑，致使其無(wú)法有效聚焦。由于這一限制，光學(xué)成像方法通常只能應(yīng)用于淺層成像，當(dāng)成像深度超過(guò)1mm以后，光學(xué)成像的空間分辨率會(huì)嚴(yán)重下降，大約僅為成像深度的1/3。因此，傳統(tǒng)的光學(xué)成像方法難以實(shí)現(xiàn)對(duì)深層組織非浸入原位成像。聲學(xué)檢測(cè)方法可以有效地獲取深層組織的高空間分辨率圖像，因?yàn)樵谙嗤膫鞑ゾ嚯x下，紅外納米光譜聲波的散射強(qiáng)度要比光波小兩到三個(gè)數(shù)量級(jí)，故相比于光波，聲波可以在生物組織，尤其是軟組織中低散射地較長(zhǎng)距離傳播。因此，可采用光聲成像技術(shù)解決這一問(wèn)題。