Nanoanalys är ett fancy-klingande ord som bara betyder att titta på något på nanometerskalan. Du kan kalla att titta ut genom ett fönster för ”makroanalys”, eftersom det involverar analys av en scen i makroskala. Nanoanalys utförs med ett valfritt antal tekniker som kan lösa bilder i nanoskala – scanning tunneling microscopes (STMs), atomic force microscopes (AFMs), scanning probe microscopes (SPMs), transmission electron microscopes (TEMs), field emission microscops (FEMs) , och för högsta upplösning, röntgenkristallografi.
Nanoanalysen tog verkligen fart med uppfinningen av röntgenkristallografi 1914. Den första kemikalien vars atomstruktur avbildades var bordssalt, NaCl. Röntgenkristallografi producerar inte en exakt bild av objektet under nanoanalys – istället reflekterar den röntgenstrålar (som har små våglängder) från en kristall och ett diffraktionsmönster registreras, liknande det som ses när någon håller upp en kristall till ljus och observerar hur ljuset reflekteras. När kristallen långsamt vrids, fortsätter diffraktionsmönstret att registreras, och med hjälp av sofistikerade matematiska tekniker kan utredaren extrapolera kristallens atomära struktur.
Nanoanalys har använts för en mängd olika syften sedan den först upptäcktes. Röntgenkristallografi har använts för att avbilda strukturen hos hundratusentals föreningar, från de enklaste monoatomiska kristallerna till komplexa proteiner. Röntgenkristallografidata användes av Watson och Crick för att bilda sin hypotes om dubbelhelixstrukturen hos DNA 1953.
Nanoanalys kan vara utmanande eftersom många avbildningstekniker i nanoskala är så känsliga att provet måste vara atomärt perfekt för att bilden ska bli bra. Därför är den svåraste delen av att avbilda ett prov att hitta ett bra.
Nanoanalys har använts för att visa hur nanostrukturen hos ett material kan förändra dess makroskalaegenskaper. Till exempel har vissa material med repetitiva strukturer i nanoskala, kallade metamaterial, ovanliga optiska eller elektriska egenskaper. Pärlemor, som finns i ostron, och vissa typer av fjärilsvingar har ett vackert genomskinligt utseende på grund av regelbundenhet i deras struktur i nanoskala. Utan nanoanalys skulle vi aldrig veta mekanismen bakom detta.