Stappenplan voor volgen van chemische reacties op nanoschaal

In één klap wordt het voor wetenschappers over de hele wereld mogelijk om de relatie te onderzoeken tussen de structuur en functie van moleculen tijdens een chemische reactie.

Trefwoorden: #Bert Weckhuyse, #chemische reacties, #katalyse, #laser, #lucht, #micro-spectroscopie, #moleculen, #naald, #nanodeeltje, #Naresh Kumar, #National Physical Laboratory, #tip-enhanced Raman-spectroscopie, #Universiteit Utrecht, #vloeistof

Lees verder

research

( Foto: Universiteit Utrecht )

ENGINEERINGNET.BE - Scheikundigen van de Universiteit Utrecht en het National Physical Laboratory in het Verenigd Koninkrijk ontwikkelden een gedetailleerd protocol voor tip-enhanced Raman-spectroscopie als analytische techniek. Ook beschreven zij een methode om een stabiele naald te produceren voor zulke metingen.

Bij tip-enhanced Raman-spectroscopie wordt een metalen nanodeeltje gelokaliseerd met een naald. Een lichtbundel, afkomstig van een laser, valt in op het deeltje. Dat resulteert in micro-spectroscopische gegevens over onder meer de reactieproducten.

De afgelopen twee decennia heeft Raman-spectroscopie zich al bewezen, aldus Naresh Kumar. Hij promoveerde eind 2018 aan de Universiteit Utrecht op de toepassing van tip-enhanced Raman-spectroscopie (TERS) in de heterogene katalyse.

“Het is één van de meest veelbelovende niet-destructieve imaging technieken om de scheikundige reactie van moleculen op nanoschaal te kunnen volgen, in zowel lucht als vloeistof," aldus Kumar.

"Bij andere technieken moeten moleculen eerst worden geoormerkt door er bijvoorbeeld een fluorescent label aan te hangen, waarbij onvermijdelijk ingegrepen wordt in het verloop van de chemische reactie."

"Ons protocol geeft wetenschappers wereldwijd de mogelijkheid om, naast het volgen van chemische reacties, ook betrouwbare analytische data te verzamelen van een breed scala aan functionele materialen, zoals koolstof-nanotubes en de activiteit van moleculen in levende cellen.”

Volgens mede-onderzoeker Bert Weckhuyse, hoogleraar aan de Universiteit Utrecht, is juist de combinatie van beide nieuwe vondsten belangrijk voor de toekomst van de Raman-spectroscopie.

"Tot nu toe misten veel labs één van de handvatten om de techniek volop te benutten. Groepen die de juiste tips hadden, gebruikten weer niet de juiste methode en vice versa. Wij publiceren nu het kookboekrecept van TERS, en als kers op de taart de manier om een TERS-naald te maken die maanden stabiel is.”