基于纳米电动力学系统傅里叶变换红外光谱的皮克克克级纳米塑料分析：NEMS-FTIR
仪器与探测器
2026-01-23 v3 应用物理
原子与分子团簇
化学物理
光学
摘要
我们提出一种基于光热红外光谱的 approach，用于纳米塑料的化学表征与量化。通过将纳米电动力学系统（NEMS）的高灵敏度与商业可获得的傅里叶变换红外（FTIR）光谱仪器的宽频谱范围相结合，NEMS-FTIR 提供了一种高效且无需低温的选项，用于快速、常规地分析水溶液中的纳米塑料。分析了直径范围为 54 到 262 纳米的聚丙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯纳米塑料，检测限范围为 101 皮克克至 353 皮克克，低于报道的纳米塑料焦煤-气色谱-质谱检测值一个数量级。NEMS-FTIR 测量的吸光度可进一步转换为绝对样品质量，如聚苯乙烯所示。得益于 NEMS-FTIR 的宽频谱范围，不同聚合物的纳米塑料颗粒即使混合存在也能轻易识别。我们演示了 NEMS-FTIR 用于分析真实样品的潜力，通过识别茶冲水中释放的纳米塑料的存在。聚酰胺漏出物以碎片和较小的寡聚物形式被识别，无需样品预浓缩即可在有机基质的存在下检测到。对加速老化的尼龙茶包在 elevated 温度和紫外线辐照下进一步释放了聚酰胺。
引用
@article{arxiv.2504.10192,
title = {Picogram-Level Nanoplastic Analysis with Nanoelectromechanical System Fourier Transform Infrared Spectroscopy: NEMS-FTIR},
author = {Jelena Timarac-Popović and Johannes Hiesberger and Eldira Šesto and Niklas Luhmann and Ariane Giesriegl and Hajrudin Bešić and Josiane P. Lafleur and Silvan Schmid},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.10192},
year = {2026}
}
备注
New comparison table of analytical techniques. Reorganized figures. Clarified the drop-casting/pervaporation deposition method. Added new data on nylon leachates in organic matrices and revised the discussion accordingly. Updated the SI