2021-05-25 18:31:08
طیف سنجی رامان (Raman Spectroscopy)
اثر رامان برای اولین بار توسط کريشنن و رامان گزارش شد. علاوه بر کشف اثر، رامان در زمينه‌ی پراکندگی اشعه ايکس، اپتيک و محلول‌های کلوييدی نیز تحقيق کرد. رامان در سال ۱۹۳۰ برنده‌ی جايزه‌ی نوبل شد. رامان تکنيکی است که به کمک تابش پراکنده شده از برخورد فوتون با مولکول، خواص مولکول را آشکار می‌کند.
در این آزمایش وقتی نور به نمونه تابيده می‌شود، آن را بر انگيخته کرد و به نوسان و حرکت وا می‌دارد. همين نوسان هاست که اندازه‌گيری می‌شود. برهمکنش رامان دو خروجی ممکن دارد: اگر ماده انرژی جذب کند و فوتون تابش شده انرژی پايين تری از فوتون اوليه داشته باشد، اين پراکندگی ِ رامان استوکس نام دارد. اگر انرژی بالاتری داشته باشد، رامان آنتی-استوکس است. طيف فوتون‌های پراکنده شده را طيف رامان می‌گويند. اين طيف شدت نور پراکنده را به صورت تابعی از اختلاف فرکانس Δν با فوتون فرودی نشان می‌دهد. اين اختلاف به جابجايی رامان معروف است.
طیف سنجی رامان مطالعه نوعی از برهمکنش بین نور و ماده است که در آن نور دچار پراکندگی غیرالاستیک می‌شود. در آزمایش‌های طیف سنجی رامان، فوتون‌های تک طول موج (در ناحیه‌ی مرئی، نور تکفام گفته می‌شود) روی نمونه متمرکز می‌شود و عموماً لیزر به عنوان چشمه تکفام شدت بالا بکار می‌رود. فوتون‌ها با مولکول‌ها برهمکنش می‌کنند و بازتابیده، جذب یا پراکنده می‌شوند. طیف سنجی رامان فوتون‌های پراکنده شده را مطالعه می‌کند. غالباً فوتون‌هایی که با مولکول‌ها برهمکنش می‌کنند، به طور الاستیک پراکنده می‌شوند.به این نوع پراکندگی، پراکندگی ریلی گفته می‌شود و فوتون‌های پراکنده شده همان طول موج نور فرودی را دارند. اما تقریباً از هر یک میلیون فوتون، یک فوتون به طور غیرالاستیک پراکنده می‌شود. در پراکندگی رامان، فوتون فرودی با ماده برهمکنش می‌کند و طول موج آن به سمت طول موج‌های بیشتر یا کمتر شیفت می‌یابد. شیفت به طول موج‌های بیشتر غالب است و این پراکندگی را رامان استوکس می‌گویند. اتفاقی که در اینجا می‌افتد آن است که فوتون با ابر الکترونی پیوندهای گروههای عاملی برهمکنش می‌کند و الکترون را به یک حالت مجازی برانگیخته می‌کند. سپس الکترون از حالت مجازی به یک حالت ارتعاشی یا چرخشی برانگیخته واهلش می‌یابد. این باعث می‌شود که فوتون مقداری از انرژی خود را از دست بدهد و به صورت پراکندگی رامان استوکس آشکارسازی شود. انرژی از دست داده شده ارتباط مستقیمی با گروه عاملی، ساختار مولکولی متصل به آن، نوع اتم‌های مولکول و محیط آن دارد. طیف‌های رامان هر مولکول، منحصربه‌فرد است. از این رو می‌توان از آن مانند "اثر انگشت" در تشخیص ترکیبات مولکولی روی یک سطح، درون یک مایع یا در هوا استفاده کرد.
کاربرد های اخیر اثر رمان
دانشمندان دانشگاه استفورد با استفاده از رامان روشی برای تشخیص سرطان بسیار کم خطر تر از روش‌های دیگر ارائه کردند. در این روش پرتو لیزری که به سطح پوست تابیده می‌شود می‌تواند با دقت بالایی ذرات ریز تزریق شده به جریان خون را تشخیص دهند و خود را به سلول‌های سرطانی برسانند. روش PET می‌تواند توموری به عرض ۵ میلیمتر شامل میلیون‌های سلول سرطانی را بر دارد. درحالی که عکس برداری رامان قابلیت تشخیص چند صد سلول را نیز دارد.
مقایسه‌ی طیف سنجی رامان با FTIR
برتری رامان بر FTIR: اختلالات وارد شده از طرف حلال، سلول‌ها و روش‌های آماده‌سازی نمونه را برطرف می‌کند و مودهای نوسانی فروسرخ گريز را آشکار می‌کند.
برتری FTIR بر رامان: خطوط رامان بسيار ضعيف‌اند و خطوط ريلی غالب‌اند. ستاپ آزمايشی رامان بسيار پر خرج است. در رامان ممکن است به خاطر نور ليزر فلورسانس در نمونه ايجاد شود و طيف را مختل کند. در نتيجه هر دو تکنيک مکمل يکديگر‌ند.
مشاهده‌ی وبینار «مقدمه‌ای بر طیف سنجی رامان و کاربردهایش» از اینجا
مشاهده‌ی وبینار «طیف سنجی رامان پلیمرها» از اینجا
#آنالیز_پلیمرها
#شناسایی_پلیمرها
#raman_spectroscopy
#raman
@ESD_TEAM
3.2K views15:31
ت
