红外光谱是研究催化过程的有力工具，可以识别与催化剂性能和催化环境相关的化学物质，有助于深入了解催化机制。但由于衍射极限，传统的红外光学显微镜只能提供微米级的空间分辨率。传统的红外技术无法有效地分析纳米级空间异质催化剂的结构关系。基于原子力显微镜（AFM）纳米红外技术（nano-IR）它可以克服光学衍射极限，利用金属AFM针尖聚焦红外光，增强纳米尺度的电磁场，测量针尖水平上的光质相互作用，然后研究微观水平的催化过程。这些技术包括散射式扫描近场光学显微镜的测量光学信号（s-SNOM）测量光生力信号的光热诱导共振显微镜（PTIR）、光诱导显微镜（PiFM）红外显微镜和峰值力（PFIR）。
虽然已经有了一些开创性的工作，AFM-在催化过程的研究中，IR技术尚未得到充分应用。催化过程是一个涉及复杂传质、物质转化、电子转移和能量交换的动态变化过程。亚单层活性物质通常在不同形状、尺寸、晶体表面和多相组分的催化剂上表现出不同的行为。这些行为进一步受到温度、气体/液体环境(包括pH)的影响、溶剂及溶剂化物浓度、载体等)、调节电场和磁场、光和机械力。AFM-IR提供的纳米红外成像和纳米红外光谱在分析催化剂异质性和特定位点方面具有独特的优势，催化过程的复杂性挑战了AFM-IR技术的灵敏度、时间和空间分辨率。
最近发表在The Journal of Physical Chemistry Letters上的“Atomic Force Microscopy-Based Nanoscale Infrared Techniques for Catalysis” 回顾近年来纳米红外应用的催化过程研究，并对纳米红外技术在催化过程中所面临的挑战和发展方向进行了总结。该论文的第一作者是李健博士，通讯作者是夏兴华教授。