Nanoanalyysi on hieno kuulostava sana, joka tarkoittaa vain katsomista johonkin nanometrin asteikolla. Voit kutsua ikkunasta ulos katsomista “makroanalyysiksi”, koska se sisältää kohtauksen analysoinnin makroasteikolla. Nanoanalyysi suoritetaan käyttämällä mitä tahansa tekniikkaa, joka pystyy ratkaisemaan kuvia nanomittakaavassa – skannaavat tunnelimikroskoopit (STM), atomivoimamikroskoopit (AFM), skannauskoettimikroskoopit (SPM), lähetyselektronimikroskoopit (TEM), kenttäemissio mikroskoopit (FEM) ja korkeimman resoluution röntgenkristallografia.
Nanoanalyysi sai todella alkunsa keksimällä röntgenkristallografian vuonna 1914. Ensimmäinen kemikaali, jonka atomirakenne kuvattiin, oli ruokasuola, NaCl. Röntgenkristallografia ei tuota tarkkaa kuvaa nanoanalyysin kohteesta-sen sijaan se heijastaa röntgensäteitä (joilla on pieniä aallonpituuksia) kiteestä ja diffraktiokuvio tallennetaan, samanlainen kuin mitä nähdään, kun joku pitää kiinni kiteestä valoon ja tarkkailee, miten valo heijastuu. Kun kide käännetään hitaasti, diffraktiokuvio tallennetaan edelleen, ja käyttämällä kehittyneitä matemaattisia tekniikoita tutkija voi ekstrapoloida kiteen atomirakenteen.
Nanoanalyysiä on käytetty moniin tarkoituksiin sen keksimisen jälkeen. Röntgenkristallografiaa on käytetty satojen tuhansien yhdisteiden rakenteen kuvaamiseen yksinkertaisimmista yksiatomisista kiteistä monimutkaisiin proteiineihin. Watson ja Crick käyttivät röntgenkristallografiatietoja muodostaakseen hypoteesinsa DNA: n kaksoiskierrerakenteesta vuonna 1953.
Nanoanalyysi voi olla haastavaa, koska monet nanomittakaavan kuvantamistekniikat ovat niin herkkiä, että näytteen on oltava atomisesti täydellinen, jotta kuva tulee hyvin. Näin ollen näytteen kuvantamisen vaikein osa on hyvän näytteen löytäminen.
Nanoanalyysiä on käytetty osoittamaan, kuinka materiaalin nanomittakaavan rakenne voi muuttaa sen makroskaalausominaisuuksia. Esimerkiksi tietyillä materiaaleilla, joilla on toistuva nanomittakaavarakenne, joita kutsutaan metamateriaaleiksi, on epätavallisia optisia tai sähköisiä ominaisuuksia. Osterissa esiintyvä helmiäinen ja tietyntyyppiset perhossiivet ovat kauniin läpikuultavan näköisiä, koska niiden nanomittakaavarakenne on säännöllinen. Ilman nanoanalyysiä emme koskaan tiedä mekanismia tämän takana.