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¿Cuáles son las principales aplicaciones de los espectrómetros Raman?

1 y la aplicación de la espectroscopia Raman en la investigación química

La espectroscopia Raman se utiliza principalmente como medio de identificación estructural e interacción molecular en química orgánica. Complementa la espectroscopia infrarroja y puede identificar características estructurales especiales o grupos de características. El tamaño y la intensidad del cambio Raman y la forma del pico Raman son una base importante para identificar enlaces químicos y grupos funcionales. Según las características de polarización, el espectro Raman también se puede utilizar como base para juzgar los isómeros moleculares. En compuestos inorgánicos, los enlaces de valencia entre iones metálicos y ligandos suelen ser activos Raman, por lo que los espectros Raman pueden proporcionar información sobre la composición, estructura y estabilidad de los compuestos de coordinación. Además, muchos compuestos inorgánicos tienen diferentes estructuras cristalinas y diferentes actividades Raman, por lo que la espectroscopia Raman se puede utilizar para determinar e identificar las estructuras cristalinas de compuestos inorgánicos que no pueden completarse mediante espectroscopia infrarroja.

En química catalítica, la espectroscopia Raman puede proporcionar información estructural sobre el propio catalizador y las especies de la superficie, y también puede estudiar el proceso de preparación del catalizador en tiempo real. Al mismo tiempo, la espectroscopia láser Raman es un método importante para estudiar la estructura y las propiedades de la interfaz electrodo/solución. Puede realizar investigaciones en profundidad sobre cuestiones básicas como la estructura de la interfaz electroquímica, la adsorción y la reacción a nivel molecular. se aplica en campos como la electrocatálisis, la corrosión y la galvanoplastia.

2. Aplicación de la espectroscopia Raman en materiales poliméricos

La espectroscopia Raman puede proporcionar mucha información importante sobre la estructura de los materiales poliméricos. Los ejemplos incluyen estructura y composición molecular, estereorregularidad, cristalización y destino, interacciones moleculares y estructura de superficies e interfaces. La pureza estereoquímica de los materiales poliméricos se puede caracterizar por el ancho del pico Raman. Por ejemplo, las muestras con posiciones aleatorias o estructuras mixtas de cabeza a cabeza y de cabeza a cola tienen picos Raman débiles y amplios, mientras que las muestras altamente ordenadas tienen picos Raman fuertes y agudos. Los contenidos de la investigación incluyen:

(1) Juicio de la estructura química y la estereoselectividad: C = C, C-C, S-S, C-S, N-N en polímeros son muy sensibles a la espectroscopia Raman y a menudo se utilizan para estudiar la composición química y la composición química de los polímeros. estructura.

(2) Análisis cuantitativo de componentes: la intensidad de dispersión Raman tiene una relación lineal con la concentración del polímero, lo que aporta comodidad al análisis de los componentes del polímero.

(3) Caracterización de fases cristalinas y amorfas, y seguimiento del proceso de cristalización y cristalinidad de polímeros.

(4) Investigación de procesos dinámicos: procesos dinámicos que acompañan a las reacciones de los polímeros, como la polimerización, el craqueo, la hidrólisis y la cristalización. La intensidad de determinadas bandas características del espectro Raman correspondiente cambia.

(5) Investigación sobre la orientación de los polímeros: la anisotropía de la cadena del polímero conducirá inevitablemente a la anisotropía de la dispersión de la luz. Al medir la relación de despolarización de la banda Raman de la molécula, se obtiene información sobre la configuración molecular o. Información importante sobre la conformación.

(6) Estudio sobre la compatibilidad e interacción intermolecular de mezclas de polímeros* * *.

(7) Monitorización de procesos de relajación de tensiones y deformaciones de materiales compuestos.

(8) Seguimiento del proceso de polimerización y proceso de curado de polímeros.

3. Aplicación de la tecnología de espectroscopia Raman en la investigación en ciencia de materiales.

La espectroscopia Raman es una poderosa herramienta para estudiar la estructura de los materiales en la ciencia de los materiales. Puede realizar mucho trabajo en las interfaces de composición de fases, los límites de los granos y otros temas. Incluyendo:

(1) Investigación Raman sobre materiales estructurales de película delgada: la espectroscopia Raman se ha convertido en un medio para detectar e identificar películas delgadas preparadas mediante CVD (deposición química de vapor). Raman puede estudiar la estructura del silicio monocristalino, el silicio policristalino, el silicio micrométrico y amorfo, así como la estructura de películas en capas como el silicio amorfo de boro, el silicio amorfo hidrogenado, el diamante y el carbono similar al diamante.

(2) Investigación sobre materiales de superred: midiendo el cambio de frecuencia Raman de la capa deformada en la superred, se puede calcular la tensión de la capa deformada de acuerdo con la simetría del pico Raman, la red. Se puede conocer la integridad.

(3) Investigación sobre materiales semiconductores: la espectroscopia Raman puede medir la distribución del daño del semiconductor después de la implantación de iones y puede medir la composición del semiconductor semimagnético, la calidad de la capa epitaxial y el componente. portadores de la concentración de la mezcla de la capa epitaxial.

(4) Estudio Raman de la estructura de fases de materiales resistentes a altas temperaturas.

(5) Estudio Raman de todas las moléculas de carbono.

(6) Investigación sobre el efecto del tamaño cuántico de los nanomateriales.

4. Aplicación de la espectroscopia Raman en la investigación biológica.

La espectroscopia Raman es un potente método para estudiar macromoléculas biológicas. Dado que el espectro Raman del agua es muy débil y el espectro es muy simple, la espectroscopia Raman puede estudiar la estructura y los cambios de macromoléculas biológicas cerca de sus estados naturales y activos.

Los espectros Raman de macromoléculas biológicas pueden obtener mucha información valiosa al mismo tiempo:

(1) Estructura secundaria de la proteína: hélice α, lámina β, bobina aleatoria y hélice β. -rotación.

(2) Estructura de la cadena principal de proteínas: amida ⅰ, ⅲ, C-C, C-N, vibración de estiramiento.

(3) Imágenes de cadenas laterales de proteínas: cadenas laterales de fenilalanina, tirosina y triptófano Las imágenes y formas de existencia de estas dos últimas cambian con el microambiente en el que se encuentran.

(4) Cambios estructurales de carboxilo, sulfhidrilo, S-S y C-S que son sensibles a cambios estructurales.

(5) Isomerización por rotación de cadenas de hidrocarburos de ácidos grasos en membranas biológicas.

(6) La estructura molecular del ADN y la interacción entre el ADN y otras moléculas.

(7) Estudiar la interacción, estructura y composición de lípidos y membranas biológicas.

(8) Aporta información importante sobre las interacciones entre proteínas y lípidos en las membranas biológicas.

5. Aplicación de la espectroscopia Raman en la investigación de la medicina herbaria china.

Diversas hierbas medicinales chinas presentan diferencias en los espectros Raman debido a sus diferentes composiciones químicas. La aplicación de la espectroscopia Raman en la investigación de hierbas medicinales chinas incluye:

(1) Análisis de la composición química de las hierbas medicinales chinas

La cromatografía en capa fina de alto rendimiento puede separar eficazmente las hierbas medicinales chinas, pero no puede obtener la información estructural de los componentes individuales. La espectroscopia Raman de superficie mejorada (SERS) tiene las ventajas de una forma de pico estrecha, alta sensibilidad y buena selectividad, y puede usarse para detectar los componentes químicos de las hierbas medicinales chinas con alta sensibilidad. La combinación de la tecnología de separación por cromatografía en capa fina y la identificación de huellas dactilares SERS es un nuevo método para el análisis in situ de ingredientes de hierbas medicinales chinas mediante cromatografía en capa fina.

(2) Identificación no destructiva de materiales medicinales chinos

Dado que la espectroscopia Raman no requiere la destrucción de muestras, se puede utilizar para la identificación no destructiva de materiales medicinales chinos. Especialmente importante para la investigación de materiales medicinales chinos raros.

(3) Investigación sobre la estabilidad de las hierbas medicinales chinas.

El uso de la espectroscopia Raman para rastrear dinámicamente el proceso de deterioro de los materiales medicinales chinos tiene un papel rector directo en la predicción de la estabilidad de los materiales medicinales chinos y el seguimiento de la calidad de los materiales medicinales chinos.

(4) Optimización de la medicina tradicional china

Para sistemas de mezclas complejos, como medicinas herbarias chinas, medicinas patentadas chinas y recetas compuestas, no es necesario separar ni extraer ningún componente. e interactúan directamente con bacterias y células. La espectroscopia Raman se utiliza para recolectar espectros de bacterias y células, observar el grado de daño a las bacterias y células, estudiar sus efectos farmacológicos y optimizar las hierbas medicinales chinas, las medicinas chinas patentadas y las recetas.

6.Aplicación de la espectroscopia Raman en la investigación de gemas.

La espectroscopia Raman se ha utilizado con éxito en la investigación gemológica y la identificación de piedras preciosas. La espectroscopia Raman puede identificar con precisión inclusiones en gemas, proporcionar información sobre el origen y la fuente de las gemas e identificar de manera efectiva, rápida, no destructiva y precisa los tipos de gemas: gemas naturales, gemas sintéticas y gemas optimizadas.

(1) Aplicación de la espectroscopia Raman en el estudio de inclusiones de gemas

La espectroscopia Raman se puede utilizar para detectar cualitativa y cuantitativamente la composición química de las inclusiones de gemas. Al utilizar la espectroscopía Raman para estudiar las características de las inclusiones en minerales, se puede obtener información sobre el origen y el origen de los minerales gema.

(2) Aplicación de la espectroscopia Raman en la identificación de gemas.

La microárea medida mediante espectroscopía Raman puede alcanzar 1-2um, lo que tiene ventajas obvias en la identificación de gemas. Puede detectar impurezas extremadamente pequeñas, inclusiones microscópicas y adulteración artificial en piedras preciosas, y puede cumplir con los requisitos para una identificación rápida y no destructiva de piedras preciosas.

Además, el confoal del microscopio Raman puede detectar muestras a diferentes profundidades sin dañarlas, al tiempo que elimina por completo la información de interferencia de muestras a otras profundidades, obteniendo así información real de muestras a diferentes profundidades, lo cual es importante en el análisis. Muy útil cuando se trabaja con múltiples capas de materiales. * * * La tecnología de espectroscopía Raman confocal tiene buena resolución espacial, por lo que podemos obtener los cambios en las moléculas de las especies, la distribución de especies correspondiente y la orientación de adsorción de las moléculas de las especies en diferentes áreas de la interfaz.