纳米光谱

M.Eisele等人结合Neaspec公司的散射式近场光学成像技术（NeaSNOM)与超快太赫兹光源研究了光致激发的单根砷化铟纳米线表面的受到时间影响的介电函数性质。该实验的太赫兹光谱同时达到了10纳米的空间分辨率与10飞秒的时间分辨率。纳米线随着泵浦延迟与电光采样延迟的电场强度被具体表征。实验结果可以与德鲁特模型模拟结果合理吻合。因此，作者揭示了纳米线中耗尽层的超快（小于50飞秒）形成机制。作者预见这种纳米超快傅里叶变换太赫兹光谱方法可以能够应用于物理、化学和生物变化过程中的超快机制的研究。

本文展示了纳米傅立叶红外光谱技术（nano-FTIR）的可行性和实验结果。nano-FTIR是将散射型近场光学显微镜与宽带红外激光光源整合获得的。测试结果显示nano-FTIR可以对有机材料获得20nm空间分辨率的红外吸收光谱，实际测量样品体积只相当于10-20L，理论上讲，nano-FTIR吸收光谱与传统FTIR吸收光谱吻合度高，而实验中对PMMA样品的测试也证明了这一点。因此nano-FTIR可以利用标准分子震荡红外数据库来对小量需要高空间分辨率的有机材料进行化学鉴定。本文中以对PMMA样品中的PDMS纳米尺寸污染的鉴定作为例证。

ARMS 在超表面及纳米天线研究中的应用。相比于传统的光学元件，超表面能够在亚波长尺度的表面创建相位面。通过超表面的设计，可以实现偏振转换、异常反射以及完美吸收等诸多功能，为超薄纳米光致偏振元件的发展铺平了道路，如异常光偏转器、透镜、波片、全息图、涡旋光束发生器、光波导器件等。

CsPbBr3纳米片是以碳酸铯和溴化铅表面包裹上长碳链的有机配体形成前驱体，在溶剂热条件下(60− 180 ° C)合成的。另外，通过简单地改变铯油酸或溴化铅前驱体的加入量和加入顺序，可以实现CsPbBr3纳米片和Cs4PbBr6纳米晶之间的可逆化转变。研究中的发光测试，使用的是Fluorolog-3型荧光光谱仪。这套仪器的灵敏度、稳定性和分辨率都很高，为表征不同尺寸钙钛矿纳米片发光峰位红移提供了技术保障。

布鲁克纳米红外光谱仪（nanoIR）采用光热诱导共振技术(AFM-IR)实现微小区域红外信号的采集。红外激光照射到样品上，样品吸收辐射光产生热膨胀，这种热膨胀引发探针的震荡，通过监控探针的震荡强度获得红外吸收强度。AFM-IR利用原子力探针作为样品红外吸收的传感器，实现了超高灵敏度的光谱和红外成像探测，化学成像分辨能力可以达到10nm。近期，澳大利亚悉尼大学悉尼药学院团队将纳米红外光谱方法引入到单个EV结构的检测中，展示了其在同一EVs和不同EVs群体之间揭示个体EVs异质性的能力。

本文次以自然纳米结构（贝壳和骨质中的矿物质颗粒）的化学鉴定，证明通过红外近场显微镜技术能够解决以上问题。 纳米傅立叶红外光谱(nano-FTIR)是通过将傅立叶变换红外光谱技术(FTIR) 与散射式扫描近场光学显微技术（s-SNOM）结合获得的。对紫贻贝贝壳横截面抛光处理后，通过Nano-FTIR可以重复的观察到生物钙质微晶体的声子共振，以及生物文石质上明显不同的光谱特征。更重要的是，本研究次在紫贻贝贝壳中发现了尺寸为20nm左右、稀疏分布的纳米颗粒，其显著不同的光谱特征表明这些纳米颗粒为磷化物晶体。对人类牙齿界面的研究观察到了多组分磷酸盐的红外吸收峰。这些光谱在牙本质小管附近有明显的特征变换，证明了磷灰石纳米晶体的化学与结构的变化。红外光谱峰的强弱对应矿物质浓度变化，这点通过电镜得到印证。Nano-FTIR对结构的畸变反应敏感，因此非常适用于对生物矿物质形成和老化的研究。总体来说nano-FTIR适用于从微纳加工到临床骨科研究等多种学科中涉及复合材料的分析和鉴定工作。

分析这些纳米结构的一种主要方法是拉曼显微光谱法

采用立陶宛EKSPLA公司NT342B-20-SH-SFG型纳秒波长可调谐光学参量振荡器（OPO）对镁离子水合物（Mg(H2O)n]+, n = 20–70）的电子光谱与纳米量热法进行了测量研究，讨论了是否会自发形成水合电子的问题。

本文报告了脂质纳米管 (LNTs) 作为碳模板用于制造纳米结构的 TERS 表征。据悉，这些脂质纳米管 (LNTs) 是最小的具有表面图案的有机模板。TERS 成像能够以数十纳米的空间分辨率识别 LNTs 的化学特征。

磷酸铁锂是商业锂电池中一种常用的正材料。虽然磷酸铁与锂离子相互作用经过一相变终变成纯的磷酸铁锂是已知的，但是充放电过程中的磷酸铁锂去锂离子的具体工作机制还是存在争议的。I. T.Lucas等人利用Neaspec公司的纳米傅里叶变换红外光谱技术(nano-FTIR)对磷酸铁锂在锂电池的充放电过程中的相位分布进行了具体的研究。根据对不同充放电阶段的正材料红外吸收光谱的研究，实验结果直接证明，充放电的中间过程部分脱锂的正材料同时存在磷酸铁锂与磷酸铁两种相位。通过建立三维层析成像的模型建立与分析，由磷酸铁组成的外壳包围由磷酸铁锂组成的核心的“外壳-核心结构”模型适合解释该实验所得结果。分析表明在脱锂的过程中，核心部分的磷酸铁锂慢慢的变小直至终消失。

利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)对不同实验条件下培养成纤维细胞中金、银纳米颗粒分布进行空间分辨生物成像。通过优化扫描速度、剥蚀频率和激光能量，获得了较高的空间分辨率。纳米颗粒相对于细胞的子结构是可见的，并且随着孵育时间的增加，纳米颗粒会在核周区域聚集。在矩阵匹配标定的基础上，提出了一种在单细胞水平上定量测定金属纳米颗粒数量的方法。这些结果提供了纳米颗粒/细胞相互作用的见解，并对组织诊断和治疗中分析方法的发展具有启示意义。

近年来，流感病毒（IFV， 结构示意图1）已被用作包膜病毒的原型来研究病毒进入宿主细胞的过程。IFV中血凝素（HA）是嵌入IFV包膜的主要表面糖蛋白。 HA负责IFV与宿主细胞受体的连接，并在病毒进入过程中参与介导膜融合。众多研究已经为靶标和病毒膜之间的融合机制建立了一个公认的模型。该模型认为只有在靶标和病毒膜发生膜融合时才可形成孔从而介导病毒-细胞膜渗透行为。然而，其他报道也观察到在融合发生之前靶标和病毒膜的破裂。此外，关于腺病毒蛋白与宿主细胞的研究显示，宿主细胞膜可能在没有膜融合的情况下被破坏而进入病毒。另一方面，病毒包膜和靶宿主细胞膜具有不同的化学组成或结构，各个膜中形成孔的要求不同，因此靶宿主或病毒膜破裂也可能立地被诱导。综上所述，关于病毒-细胞膜渗透行为的机理还存在一定的争议，明确单个病毒与宿主细胞的复杂融合机制，可为设计抗病毒化合物提供有利信息。然而，常规的病毒整体融合测定法是对膜融合事件的集体响应，不能对细微、尤其是在纳米尺度复杂的融合细节进行直接和定量的研究，因此无法直接量化一些可以通过研究单个病毒、纳米尺度表面糖蛋白和脂包膜来获得的融合细节。例如，病毒感染过程在分子水平上引起的病毒膜和宿主细胞膜的化学和结构组成改变，可以通过分子特异性红外光谱技术来探测。然而，单个病毒、表面糖蛋白和脂包膜尺寸小于红外光的衍射限，限制了单个病毒的红外光谱研究。因此，找到一个既可以提供纳米高空间分辨率，还能探测机械、化学特性（分子特异红外光谱）和环境影响的工具，使其可在单病毒水平上研究病毒膜融合过程是十分重要的。来自美国乔治亚大学和乔治亚州立大学的Sampath Gamage和Yohannes Abate等研究者采用 nano-FTIR & neaSNOM研究了单个原型包膜流感病毒X31在不同pH值环境中发生的结构变化。同时，还定量评估了在环境pH值变化期间,抗病毒化合物（化合物136）阻止病毒膜破坏的有效性，提供了一种抑制病毒进入细胞的新机制。

ATAGO（爱拓）阿贝折光仪NAR-1T，又称：阿贝折射仪，折射率检测仪测量各类纳米材料、复合材料折射率（nD），帮助企业研发中心进行材料分析、产品研发。

大部分单壁碳纳米管(SWNTs)的研究聚焦于单管，而对于多管束的研究甚少。根据新的研究结果表明，可以通过检测SWNTs激子研究单管和多管束的电子性质。因此利用HORIBA Scientific（Jobin Yvon光谱技术）设计生产的Nanolog模块式近红外荧光光谱仪，研究SWNTs管束间FRET的光致发光光谱，从而获得SWNT管束的电子性质。

西班牙巴斯克大学的Hillenbrand教授利用nano-FTIR实现了多组分高分子材料的纳米成分分析。研究人员通过检测聚苯乙烯（PS），聚丙烯酸（AC）以及聚偏氟乙烯（FP）混合样品的纳米区域的红外光谱，并与标准样品的纳米红外光谱做对比，得到样品组分的纳米分布图，分辨率达到了30 nm。通过分析样品C-F（1195cm-1），C=O（1740cm-1）及C-O（1155cm-1）峰的强度及波数的空间分布图，可得到对应的高分子组分及组成结构的空间分布。相关研究成果发表于Nature Communications, 2017, 8，14402. Nano-FTIR可以得到材料纳米分辨率的化学信息，分辨率高可达10 nm，是传统FTIR和ATR-IR无法企及的。

拉曼光谱是探测单壁碳纳米管性质的重要手段。通过G模的峰型判定碳管的导电性（金属或半导体）和通过RBM模的拉曼频移计算碳管管径，是碳管拉曼光谱的两大主要应用。但是要通过分析拉曼光谱精确获得碳管的手性指数（n,m）仍然具有挑战，尤其是在仅有少波长激发的情况下。

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(1-100 nm)或由它们作为基本单元构成的材料。由于它的尺寸很小，会产生很多特殊的效应，比如小尺寸效应、隧道效应以及大的比表面积效应等，因此使得纳米材料表现出不同的物理化学特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，因而现在纳米材料被广泛应用于医药、化工、冶金、电子、机械、轻工、建筑及环保等行业。但由于其颗粒非常小，因此颗粒大小的检测也就成为了挑战，国际上对于超细颗粒的粒度测试一般有三种方法，即电子显微镜、动态光散射以及激光衍射。

纳米炭黑作为一种非常重要的功能材料已在橡胶、塑料行业得到广泛应用，其粒径和粒径分布直接影响产品的工艺性能和使用性能。目前，表征炭黑粒度的方法很多，比如筛分法、电镜法、沉降法、激光法等。筛分法设备简单，结果直观，但筛孔尺寸会随使用时间和使用频率而变化，即便筛网定期会经过校准，但要克服尺寸的这种变化较为困难。但该法测试样品量大，代表性强，在炭黑行业仍作为炭黑出厂指标在产品合格证中列示。电镜法分辨率高，结果直观，容易得到一次粒径结果，但由于炭黑是不易分散的团聚体，得到的粒径分析结果难以代表样品在实际应用时的分散程度及粒度分布状态，也无法指导纳米级炭黑发挥其应有的性能优势。此时，用离心沉降法、激光衍射分析法测得的包含有二次粒径信息的粒度分布数据就更具有实际指导意义。

带通滤光片可以做为光栅单色器的廉价替代品，用于分离窄波长区域。许多商用的带通滤光片的最大半峰宽为10nm。本文主要使用安捷伦Cary系列高端分光光度计对亚纳米带通滤光片的半峰宽进行了表征。测试的三个样品中，其中一个样品的半峰宽为3.1埃，而另外两个样品的半峰宽仅为1.2埃。即使在极限的操作条件下，安捷伦Cary系列高端紫外依然能获得准确的测试结果。

在C[(Bu4N)Br]=0.03mol/L 的乙醇溶液中，保持温度50℃电解钛片4h， 40℃电解铅片2h，每隔30min加入0.1mL 乙酰丙酮，制得铅、钛金属醇盐PbTi(OCH2CH3)(6-y)(acac)y，采用红外、拉曼光谱等测试技术对纳米PbTiO3前驱体进行了表征。前驱体中含有乙酰丙酮基团（acac-）。凝胶经乙醇洗涤、真空干燥24h 后，700℃煅烧2h 制得纳米PbTiO3 粉体。采用X-射线衍射、电子透射技术等手段对纳米PbTiO3 进行了表征，干凝胶粒径为10nm，纳米Pb

纳米铜的制备方法多种多样，随着科技的发展，不断有更多制备成本进一步降低、质量进一步提高的方法衍生。有必要对纳米铜的制备过程进行监测，来衡量制备方法的优劣性，比如使用低场核磁、动态光散射、红外光谱、X射线、电镜扫描的方法来测量纳米铜颗粒的形状、直径、流动性等物性参数以及制备过程的动态监测。其中低场核磁共振技术弥补了其他各类测试方法的不足，低场核磁共振技术对样品的测试前处理要求简单、测试速度快、可以定量定性的完成对纳米铜制备过程各个阶段的表征。

通过准确获取应用于工程新型材料纳米颗粒的环境行为和颗粒大小、溶解率、颗粒团聚以及与样品基体的相互作用的准确数据来对这些新材料可能对环境健康造成危险的情况进行适当的描述。单粒子质谱技术的突破给自然生态系统对ppb级（ng/L）浓度纳米颗粒对环境影响的研究带来非常大的便利。本文使用syngistix™ 纳米应用模块颗粒测量/检测和自动数据处理，传输效率的测定（即颗粒的检测，在溶液百分比）是关键使用校准时确定ENP规模的基础上溶解标准。为了避免重合（即两个粒子在相同的脉冲被检测到），调整粒子浓度，使得在60s的检测时间内不多于1500个粒子被采集。溶解电势不同可能是区分粒子溶解过程和离子溶解过程的一个关键因素。这项研究在表明在各种各样交宽泛的条件下可以通过SP-ICP-MS定量计算Ag粒子的溶解率是可行的。而该方法在只有有限的方法可直接应用于水样的分析，特别是还要考虑ENP预期的溶解情况下显得尤为重要

用立陶宛Ekspla公司的皮秒振动和频光谱系统，对纳米黄金颗粒和蛋白质分子吸附相互作用的现象进行了理论和实验研究

基于OLEDs制备的显示屏柔韧性好可弯曲，且相较于LED屏幕更为轻薄、清晰、亮度高色彩鲜艳，且发光效率也更高。市面上常见的曲面电视就是OLED显示屏的绝佳应用案例。可以想见，将这种OLEDs制备的显示屏应用于手机屏制作，降低手机生产成本，或许会为折叠屏手机市场的拓展带来新契机。利用碳纳米点制备OLEDs虽然有种种优势，但其耐久性及对环境的敏感性一直是一个障碍。为克服这些技术难点，肯塔基大学化学系副教授金斗允博士选择先从基础研究做起，使用HORIBA FluoroMax荧光光谱仪的扩展版来研究碳纳米点。

有一系列的分析技术都可以用来测量纳米颗粒的粒径。下面我们列出了六种方法，它们都可以提供总体层面(E)或者单个纳米颗粒层面(SP)的信息:1. 动态光散射(E)2. 圆盘离心(E)3. 纳米粒子追踪分析(SP)4. 可调谐电阻脉冲传感（SP）5. 原子力显微镜(SP)

将氧化铁纳米粒子与银纳米粒子、金纳米粒子、银磁铁矿和金磁铁矿分别通过内吞作用引入到成纤维细胞中，形成多功能复合纳米粒子。含有无毒纳米粒子的细胞在外部磁场中是可置换的，可以在微流控通道中进行操作。在表面增强拉曼散射(SERS)映射、激光消融电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)微研磨和低温软x射线断层扫描(cryo soft- xrt)的基础上，得到了内体系统中复合纳米结构的分布。完整的玻璃化细胞冷冻软x光检查显示复合纳米粒子包裹体形成内聚体。纳米粒子提供了内质网环境中表面生物分子组成的SERS信号。SERS数据表明，纳米粒子在内质粒和溶酶体的恶劣环境中具有较高的稳定性和等离子体性质。该光谱指向银磁铁矿和金磁铁矿纳米结构表面的分子组成，与其他复合结构非常相似，但不同于研究细胞内纯银和金SERS纳米组成所得到的结构。由LA-ICP-MS数据可知，磁铁矿复合材料的吸附效率大约是纯金、银纳米颗粒的2 - 3倍。

使用纳米颗粒（NPs）制备薄膜镀层材料日益受到了人们的重视，并且被广泛应用到如显示器、传感器、医疗器械、储能和能量收集材料等各种现代产品和研究领域。纳米粒子的合成方法已经广为人知，但为了能够在上述应用中使用它们，需要将纳米颗粒从溶液相转移到基材表面。为此，需要一种可控的沉积方法。附件白皮书回顾了在气-液界面处形成纳米颗粒单层膜的方法以及使用Langmuir-Blodgett和Langmuir-Schaefer方法制备薄膜后，将其转移到固体基底上的方法。如果您对如何沉积单层纳米球感兴趣，请下载附件的白皮书。

该实验演示了一种新的探针逼近方式——力挠曲谱线方式测量纳米线及纳米管的杨氏模量的方法。原子力显微镜应用

NanoSight 仪器有个独特的功能，就是可以在悬浮液中直接观察和测量纳米颗粒。颗粒可视化可以同时对每个颗粒测量尺寸，克服了与光子相关谱（PCS，或者动态光散射）等有关技术所存在的固有问题。纳米颗粒产生的光散射强度与半径公式遵循能量公式，并且随瑞利粒子1的六次方增大而增大。因此PCS（由总体颗粒产生的总散射光）虽然可以获得平均颗粒大小但是很难区分区那些是数量少的大颗粒还是是污染物。从另一方面来说，电子显微镜不仅在样品准备和成像上耗时，而且只能观察一个小区域，因此分析结果可能是以偏概全的。

细胞对暴露的纳米颗粒反应在各种环境中都是必不可少的，尤其是在纳米毒性和纳米医学中。这里,14纳米金纳米粒子在3T3成纤维细胞在一系列脉冲追踪实验研究了30分钟孵化脉冲和追逐时间从15分钟到48小时。里面的金纳米粒子及其聚合量化细胞超微结构的激光烧蚀电感耦合等离子体质谱法，可以用于评估表面增强拉曼散射(SERS)信号。通过这种方法，可以分别获得它们在微米尺度上的定位信息和它们的分子纳米环境，并且可以将它们联系起来。因此，纳米颗粒从细胞内摄取、细胞内加工到细胞分裂的路径是可以遵循的。结果表明，细胞内纳米粒子及其积聚和聚集支持高SERS信号的能力与纳米粒子的数量和高局部纳米粒子密度没有直接关系。SERS数据表明，细胞内聚集的几何形状和粒间距离必须在内体成熟过程中发生变化，并对特定的金纳米粒子类型起关键作用，才能成为高效的SERS纳米探针。这一发现得到了TEM图像的支持，它只显示了一小部分具有小颗粒间距的团聚体。经过不同的捕集时间后得到的SERS光谱显示，金纳米粒子内体加工后，其生物分子电晕的组成和/或结构发生了变化。