Fremskritt i nanoskala infrarød spektroskopi for å utforske flerfasede polymere systemer

Flerfasede polymere systemer omfatter lokale domener med dimensjoner som kan variere fra noen få titalls nanometer til flere mikrometer. Deres sammensetning vurderes vanligvis ved hjelp av infrarød spektroskopi, som gir et gjennomsnittlig fingeravtrykk av de forskjellige materialene som finnes i volumet som er undersøkt. Denne tilnærmingen gir imidlertid ingen detaljer om arrangementet av fasene i materialet. Grenseflateregioner mellom to polymere faser, ofte i nanoskalaområdet, er også utfordrende å få tilgang til. Fototermisk nanoskala infrarød spektroskopi overvåker den lokale responsen til materialer begeistret av infrarødt lys med den følsomme sonden til et atomkraftmikroskop (AFM). Mens teknikken er egnet for å undersøke små funksjoner, for eksempel individuelle proteiner på uberørte gulloverflater, er karakteriseringen av tredimensjonale multikomponentmaterialer mer unnvikende. Dette skyldes et relativt stort volum materiale som gjennomgår fototermisk ekspansjon, definert av laserfokaliseringen på prøven og av de termiske egenskapene til de polymere bestanddelene, sammenlignet med nanoskalaområdet undersøkt av AFM-spissen. Ved hjelp av en polystyren (PS) perle og en polyvinylalkohol (PVA) film, evaluerer vi det romlige fotavtrykket til fototermisk nanoskala infrarød spektroskopi for overflateanalyse som en funksjon av posisjonen til PS i PVA-filmen. Effekten av egenskapsposisjonen på de infrarøde nanoskalabildene undersøkes, og spektra anskaffes. Noen perspektiver på fremtidige fremskritt innen fototermisk nanoskala infrarød spektroskopi er gitt, med tanke på karakterisering av komplekse systemer med innebygde polymere strukturer.