Otwarcie SPOTLabu już wkrótce!

Przesuwamy granice klasycznych technik obrazowania i spektroskopii, wkraczając w obszar struktur i zjawisk w skali nanometrycznej. Badamy nie tylko same struktury, ale także ich właściwości – od struktur dwuwymiarowych poprzez nanostruktury hybrydowe, po błony komórkowe i polimery. Naszym celem jest zrozumienie, jak te układy funkcjonują na poziomie fundamentalnym oraz w jaki sposób struktura i skład chemiczny wpływają na właściwości analizowanych materiałów. Dążymy również do ustalenia, czy i jak możemy kontrolować ich właściwości.

Wykorzystujemy zaawansowane techniki badawcze, z których dwie najważniejsze to skaningowa mikroskopia optyczna bliskiego pola w trybie rozpraszania (sSNOM) oraz spektroskopia w podczerwieni sprzężona z mikroskopią sił atomowych (AFM-IR). Obie te techniki, wykorzystujące sondy skanujące, łączą mikroskopię sił atomowych (AFM) z oświetleniem w zakresie podczerwieni: s-SNOM wykrywa światło podczerwone rozpraszane przez sondę AFM, natomiast AFM-IR rejestruje mechaniczną odpowiedź oświetlanej próbki za pomocą detekcji AFM. Technikom tym towarzyszy spektroskopia Ramana wzmocniona na ostrzu sondy skanującej (TERS) oraz różne tryby mikroskopii sił atomowych (AFM), w tym mikroskopia sił atomowych z sondą Kelvina (KPFM) i przewodzący AFM (c-AFM). Podejścia te są zintegrowane w jeden wszechstronny system, który pozwala przeprowadzać eksperymenty korelacyjne: obrazowanie próbek w skali nanometrycznej oraz określanie ich składu chemicznego, a także analizę wielu innych właściwości. Pomiary mogą być prowadzone w warunkach otoczenia, w podwyższonej temperaturze lub w środowisku precyzyjnie odzwierciedlającym naturalne środowisko, na przykład w cieczy, co ma szczególne znaczenie dla układów biologicznych.

Nasze badania rozwijają się w dwóch uzupełniających się kierunkach. Po pierwsze, w ramach fizyki materii skondensowanej badamy strukturalne, elektronowe i optyczne właściwości powierzchni kryształów, materiałów dwuwymiarowych (2D), takich jak grafen i półprzewodniki warstwowe, a także innych nanostruktur. Po drugie, nasze badania biofizyczne i biochemiczne koncentrują się na strukturze, dynamice i funkcjonowaniu układów biologicznych na poziomie molekularnym, ze szczególnym uwzględnieniem zachowania błon komórkowych. Połączenie tych dwóch obszarów pozwala nam rozwijać nowoczesne podejścia badawcze, które pogłębiają nasze rozumienie analizowanych układów oraz umożliwiają projektowanie materiałów funkcjonalnych i nowoczesnych rozwiązań przyszłości.