AFM et son couplage IR : chimie et topographie de surface

janv./23/2024
L'AFM-IR, développé il y a une quinzaine d'années à l'Institut de Chimie-Physique de l'université Paris-Saclay, permet de fusionner la haute précision spatiale de la microscopie à force atomique (AFM) avec la capacité d'analyse chimique de la spectroscopie infrarouge (IR). Avec cette technique, il devient possible de cartographier la composition chimique des échantillons selon leur signature IR avec une résolution de l'ordre de quelques dizaines de nm. 
 
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Image 1 : Protéines avant incubation hauteur (a),
1700 cm-1 (b), 1655 cm-1 (c), 1300 cm-1 (d), spectres IR (e et f)

 

L'AFM-IR offre ainsi la possibilité d'analyser en simultanée la morphologie, la topographie ainsi que la composition chimique des échantillons.

Ce couplage utilise la période de contact entre la pointe et l'échantillon pour acquérir la déformation mécanique du levier causée par la dilatation thermique induite par l'émission d'impulsions infrarouge. Les longueurs d'onde absorbées permettent de remonter à la nature de la liaison et ainsi à la composition chimique de l'échantillon. 

Elle permet d'explorer des échelles spatiales et des résolutions spectrales inaccessibles aux techniques de microscopie infrarouge conventionnelles.

Dans le domaine de la biologie, l'AFM-IR permet d'effectuer une spectroscopie chimique au niveau sub-cellulaire, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour l'analyse des tissus humains et des microorganismes. Elle trouve également des applications dans l'étude des polymères et d'autres matériaux.

En résumé, l'AFM-IR combine la haute résolution spatiale de la microscopie à force atomique avec l'analyse chimique de la spectroscopie infrarouge, offrant ainsi de nouvelles possibilités dans de nombreux domaines.


 

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