紅外光譜是物質分析的“指紋”，傳統傅里葉變換紅外光譜憑借其精準的化學鍵識別能力，在材料與生命科學中廣泛應用。然而，受限于光的衍射極限，傳統紅外的空間分辨率僅在微米量級（通常為3-10微米），這使其在面對納米級復合結構時顯得力不從心。為了打破這一物理桎梏，亞微米紅外技術應運而生，實現了化學成像從微米向亞微米甚至納米尺度的跨越。
亞微米紅外技術的核心原理是基于原子力顯微鏡（AFM）與紅外光譜的聯用。其巧妙之處在于避開了直接用紅外光進行聚焦成像的難題。測試時，樣品被普通紅外光照射，當紅外光的頻率與樣品局部區域的化學鍵共振頻率一致時，該區域會吸收光能并產生微小的熱膨脹。此時，位于樣品上方的AFM探針如同一個極其靈敏的“聽診器”，能夠捕捉到這種皮米級的熱膨脹震動，并將其轉化為紅外吸收信號。通過逐點掃描不同波數，即可獲得空間分辨率高的紅外光譜與化學分布圖。
這種技術路線打破了傳統紅外受限于光波長的歷史。由于信號的來源是探針感知的機械形變，其空間分辨率僅取決于探針針尖的曲率半徑，輕松突破了衍射極限，達到亞微米甚至幾十納米的級別。同時，它無需復雜的制樣過程，能夠在空氣環境下直接對固體表面進行無損檢測。
亞微米紅外的出現，為諸多前沿科學領域提供了洞察力。在聚合物科學中，它能夠清晰分辨多層共擠薄膜中各層添加劑的分布與相分離的微區結構；在二維材料研究中，它可以精準定位石墨烯的層數與缺陷邊緣的化學態；在生命科學中，亞微米紅外能夠對單細胞內的蛋白質、脂質分布進行原位高分辨成像，無需任何染色即可揭示細胞器級別的化學信息；在法醫學與微塑料污染研究中，它更是追蹤微小污染物成分的利器。
