Espectroscopia infrarroja a nanoescala

Películas poliméricas, monocapas y mezclas

Entrega de verdaderos espectros FTIR a nanoescala sin modelos para polímeros

Los sistemas nanoIR de Bruker proporcionan una espectroscopia FTIR a nanoescala sin igual, capacidades de mapeo de propiedades químicas y de materiales, ofreciendo espectros FTIR a nanoescala verdaderos y sin modelos para una amplia gama de polímeros. Las aplicaciones incluyen:

Mezclas de polímeros
Películas multicapa poliméricas
Nanocompuestos
Biopolímeros, nanofibras
Películas e interfaces finas poliméricas
Partículas, defectos y contaminantes

La integración de las capacidades de microscopía de fuerza atómica proporciona de forma única la correlación de espectros nano FTIR e imágenes químicas con topografía basada en AFM, mapeo de propiedades de materiales nanomecánicos y nanotérmicos.

Copolímero de bloques

Tapping AFM-IR proporciona imágenes químicas de alta resolución de copolímero PS/PMMA a 1730 cm⁻1 y 1492 cm⁻1. Las imágenes se combinan para mostrar contraste químico.

Copolímero de bloques

Al tocar AFM-IR se muestra una resolución de imagen de menos de 10 nm en el sustrato de copolímero de bloque de PS/PMMA, como se muestra en la sección transversal.

Mezcla de polímeros

Los espectros AFM-IR (izquierda) y la morfología (derecha) de un polímero se mezclan a través de una interfaz de caucho/nylon, demostrando la alta resolución espacial química de AFM-IR.

Mezcla de polímero: Poli(aryeno) que contiene azufre

Espectros AFM-IR y mapeo químico IR en múltiples números de onda de una mezcla de azufre-poliileno. Se muestran la topografía correlacionada y el mapeo de propiedades nanomecánicas.

Película multicapa polimérica

La correlación de AFM-IR con la transmisión FTIR permite la identificación inequívoca de capas de submicrones en películas multicapa. Arriba: Espectros de la serie de puntos AFM-IR de una película multicapa con la imagen topográfico correspondiente.

Nanocompuestos

Espectros IR e imágenes de nanopartículas SiO2 en polipropileno, mostrando la agregación del SiO2 y la distribución no uniforme. Imagen cortesía de IPF Dresden.

Análisis de interfaz de compuestos

nanoIR mediciones en un compuesto de fibra de carbono-epoxi, revelando variaciones en la composición química a través de la interfaz fibra/epoxi.

Fibras Nano de polímero

Datos cortesía de Liang Gong, John Rabolt y Bruce Chase, Universidad de Delaware.

Fibra de Kevlar

Espectros AFM-IR (izquierda) de un solo microfilamento (1,3 m) de una fibra de kevlar.

Orientación molecular a nanoescala

Espectros AFM-IR en fibras PVDF electrospun bajo dos diferentes polarizaciones IR (R) imagen de absorción IR a 1404 cm⁻1 de fibras PVDF cruzadas bajo iluminación polarizada (dirección de polarización mostrada por flecha).

Degradación/Fallo del Polímero

Los espectros de absorción AFM-IR revelan evidencia de oxidación a nanoescala localizada causada por el agrietamiento por estrés ambiental en un aislamiento de poliuretano para un plomo marcapasos.

Películas de polímero delgado

La resonancia mejorada AFM-IR permite mediciones de alta calidad en películas muy delgadas. Arriba: Una película de 20 nm en PMMA con espectros AFM-IR (derecha).

Interfaces de polímero

Espectros AFM-IR (izquierda) e imagen AFM (centro) de la interfaz entre polietileno y poliamida. En la interfaz, se observa un cambio en la posición y anchura del pico de estiramiento CH, lo que indica una diferencia en la orientación molecular.

Polímero biorrenuevosable

Los espectros IR de polihidroxibutirato (PHB) tratado localmente revelan variaciones en el contenido cristalino/amorfo (estiramientos C-O-C, 1270 cm⁻1).

Mapeo de propiedades nanomecánicas de mezclas de polímeros

La resonancia de contacto (LCR) de Lorentz simplifica la imagen selectiva de componentes en mezclas de polímeros. Arriba: Imágenes de altura (izquierda) y LCR (centro, derecha) de una mezcla de poliestireno (PS) y polietileno de baja densidad (LDPE). Las imágenes LCR se obtuvieron en dos frecuencias de resonancia de contacto diferentes correspondientes a fuertes resonancias del PS (centro) y LDPE (derecha).

Análisis térmico a nanoescala de mezclas de polímeros

Análisis nanotérmico (izquierda) y imagen de resonancia de contacto de Lorentz (derecha) en una película multicapa. La imagen LCR discrimina claramente las capas de polímero de tal manera que las temperaturas de transición de vidrio local se pueden medir en capas específicas.