Spis treści
Naukowa definicja spektroskopii Ramana
Czym jest spektroskopia Ramana?
Raman to technika, która umożliwia określanie cząsteczek i wiązań łańcuchów molekularnych. Ten rodzaj spektroskopii jest szczególnie przydatny, ponieważ umożliwia
Spektrometr Ramana mierzy rozproszone światło Ramana, które pojawia się, gdy światło oddziałuje z materiałem. To rozproszenie zmienia długość fali padającego światła i dostarcza informacji o wiązaniach chemicznych w materiale.
Zastosowania spektroskopii ramanowskiej
Spektroskopia Ramana może być stosowana do pomiaru wielu różnych materiałów, takich jak związki organiczne, polimery i niektóre minerały. Spektroskopia Ramana jest szczególnie przydatna podczas analizy próbek, które dostarczają jedynie niewielkiej ilości informacji, ponieważ technika ta dostarcza nie tylko informacji o strukturze chemicznej, ale także o przestrzennym rozmieszczeniu cząsteczek (tj. strukturze krystalicznej). Kolejną zaletą jest to, że spektroskopia Ramana jest bardzo czuła i może wizualizować nawet niewielkie zmiany w cząsteczkach próbki. Technologia ta może być również wykorzystywana do pomiaru zanieczyszczeń i substancji śladowych.
Spektroskopia Ramana może mierzyć różne wiązania łańcuchów molekularnych, np:
- Wiązania C-C (węgiel-węgiel) w związkach organicznych
- Wiązania C-O (węgiel-tlen) w grupach karbonylowych
- Wiązania N-H (azot-wodór) w amidach
- Wiązania S-O (siarka-tlen) w tiolach
- Kontrola jakości w przemyśle farmaceutycznym i chemicznym
- Identyfikacja materiałów w archeologii, historii sztuki i kryminalistyce
- Analiza ciał stałych i cieczy w materiałoznawstwie
- Monitorowanie procesów w technologii energetycznej i środowiskowej
- Analiza próbek biologicznych w badaniach naukowych.
Struktura spektrometru ramanowskiego
- Źródło światła:
- dostarcza światło padające, zwykle jest to system laserowy.
- Elementy optyczne:
- takie jak soczewki i lustra, aby skierować światło na materiał próbki i zebrać rozproszone światło Ramana.
- Posiadacz próbki:
- przechowuje materiał do analizy.
- Detektor:
- mierzy rozproszone światło emitowane przez próbkę i przekształca je w sygnały elektryczne.
- Podzespoły elektroniczne:
- takich jak wzmacniacze i analizatory do przetwarzania sygnałów i generowania widm Ramana.
Opcja łączona: DSC i spektrometr Ramana
Dzięki bardziej wydajnej akwizycji danych i miniaturyzacji, spektrometry Ramana stały się znacznie bardziej przystępne cenowo. Z tego powodu łączenie tej metody z innymi środkami stało się w ostatnich latach coraz bardziej ekonomiczne.
Na przykład, spektrometr Ramana może być połączony z DSC (różnicowy kalorymetr skaningowy) sprzężonym. W ten sposób możliwe jest jednoczesne analizowanie zarówno efektów entalpicznych pomiaru próbki i rejestrowania widma Ramana w celu uzyskania między innymi informacji o wiązaniach łańcuchów molekularnych i krystaliczności. krystaliczność między innymi.
Zastosowania
Może to być korzystne dla różnych zastosowań w opracowywaniu materiałów i procesów, takich jak charakterystyka polimerów, ciał stałych, materiałów akumulatorowych i próbek biologicznych.
Na przykład, prosty proces podgrzewania PET (politereftalanu etylenu) wykazuje różne efekty termiczne, takie jak punkt zeszklenia (~80 °C), rekrystalizacja (~150 °C) i topnienie próbki (~250 °C).
Za pomocą spektroskopii Ramana można wykryć pochodzenie tych efektów, na przykład poprzez krystaliczność:
