单层二维高分子聚合物中聚合反应机理检测方案(红外光谱仪)

QuantumDesign Quantum Design 中国子公司www.qd-china.com neaSNOM：10纳米分辨的近场光学显微成像nano-FTIR：10纳米分辨的傅里叶红外光谱仪 其特点包括： ·专利保护的散射式近场光学测量技术；-独有的极高空间分辨率10nm。 ·采用双光束设计，极高的光学接入角； -水平方向180°& 垂直方向60° 。专利保护的反射式光学系统；-兼容可见、红外、太赫兹光源。 ·专利保护的干涉式近场信号探测单元； ·基于高稳定性的 AFM 系统，优化了光学测量； ·流程化导航式软件设计、仪器操作简单； ·样品准备简单-常规的AFM 样品准备过程； ·适用于有机、无机、半导体、生物等样品研究。 德国 neaspec 公司利用其独有的散射型近场光学技术发展出来的 neaSNOM 超高分辨近场光学显微镜和 nano-FTIR纳米傅里叶红外光谱技术，使得纳米尺度化学鉴定和成像成为可能。这一技术综合了原子力显微镜的高空间分辨率，和傅里叶红外光谱的高化学敏感度，因此可以在纳米尺度下实现对几乎所有材料的化学分辨。 THz-neaSNOM：纳米级近场太赫兹成像和光谱系统 THz-neaSNOM 是德国 neaspec 公司在其独有的散射型近场光学技术基础上，发展出来的可应用于太赫兹波段的散射式近场光学成像和光谱系统，实现了一款纳米级的太赫兹近场仪器。 主要参数： 优于30nm 的空间分辨率； . 常用 THz 光范围：0.1-3THz； ·专利设计的宽波段抛面镜； ani·THz-TDS使用飞秒激光光源。hC neaSNOM-可拓展的针尖增强拉曼 (TERS) 功能： ·专利的双光路设计，易于拓展到拉曼功能， 自自动激光聚焦的功能，易于实现TERS 操作； ·近场成像+TERS，多角度样品分析+高空间分辨拉曼光谱。 Nano-FTIR对单层二维高分子聚合物的研究二维高分子聚合物作为一种新型有机二维材料，近年来在薄膜和电子设备的应用上受到广泛关注。相较于石墨烯由石墨自上而下的剥离合成路径，二维聚合物的合成路径可以采取自下而上的单体聚合反应，也因此具备更大的灵活性。如何优化合成路径以得到高品质的二维高分子聚合物是目前该领域的重大挑战之一。德国慕尼黑技术大学的Lackinger教授开发了一种有机单体分子自组装的光聚合合成路线，并利用纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR（德国Neaspec公司）对fantrip单体分子和其聚合物进行了吸收光谱的研究，验证了聚合反应的机理。该合成方法与传统的热聚合方法相比，大大减少了二维聚合物的缺陷密度，提升了材料均一性。相关研究成果发表于Nature Chemistry, 2021, 13: 730-736。研究人员利用纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR（德国Neaspec公司）的近场光学技术的高灵敏度，测量了fantrip有机单体分子及其二维聚合物的纳米傅里叶红外吸收光谱。所得光谱与DFT计算结果一致，证明了单体分子参与光聚合反应形成二维高分子。该技术得到的近场吸收光谱与传统FTIR光谱对应，而传统FTIR或ATR-IR的灵敏度无法测量该单层分子材料的吸收光谱。同时，纳米傅里叶红外光谱仪Nano-FTIR （德国Neaspec公司）的近场光学技术采用纯光学信号测量，而非基于材料热膨胀系数的机械信号。该技术灵敏度极高，可测量热膨胀系数低的材料，如二维材料，无机材料等。且对薄膜样品的破坏性极小，因此可用于单层分子自组装材料的研究。 图4. Fantrip单体分子（上）及其二维聚合物（下）的纳米傅里叶红外吸收光谱。柱形图为DFT计算得到的fantrip单体分子（红色）及其二维聚合物（蓝色）所对应的红外吸收光谱。