Saludos steemians este es mi 3er post relacionado con la espectroscopia Raman, el 1ro fue una breve introducción teórica acerca de este fenómeno y el segundo les mostré los componentes del espectrómetro usados para caracterizar materiales mediante esta técnica.
Probablemente entendamos el funcionamiento de cada componente dentro del espectrómetro, pero un detalle muy importante al momento de realizar mediciones es sin duda alguna la calibración del equipo, sabemos que cuando cierto equipo no presenta una buena calibración es evidente los resultados incorrectos, para evitar este inconveniente es bueno tener conocimientos básicos de cómo calibrar el espectrómetro, quizás muchos de ustedes están familiarizados con este procedimiento o quizás otros no, en realidad los estudiantes y profesionales en ciencias puras tengan una idea de dicho procedimiento.
No explicare métodos complejos de calibración como por ejemplo la interpolación o extrapolación lineal o el ajuste por mínimos de cuadrados, esta vez nos iremos por lo sencillo.
El error más común al calibrar el equipo viene dado por el movimiento incorrecto del monocromador, ya que moviéndolo in-adecuadamente se convierte en el eje de la abscisa, que es la longitud de onda. La movilización incorrecta produce un desplazamiento horizontal al espectro medido, lo que trae como consecuencias errores al identificar colores de los espectros medidos, ya que su posición correcta es la de las bandas con respecto al origen.
Para evitar este tipo de inconvenientes normalmente se debe utilizar espectros Raman conocidos y se toman como un patrón por ejemplo el diamante, el mercurio o el azul ultramarino, cuyas bandas fundamentales son conocidas y fáciles de ubicar.
Debemos tener en cuenta que en la espectroscopia existen diferentes técnicas experimentales, es decir, diferentes equipos con distintas configuraciones, este ejemplo de calibración es el universal y básico en la espectroscopia, ya que en diferentes técnicas se usan diferentes métodos de calibración.
En la figura 1 se muestran dos espectros experimentales obtenidos a partir de un láser rojo y otro verde que muestran las bandas de Raman, se podría tomar con un ejemplo de calibración comparando cada espectro.
Figura 1. Espectros del laser rojo y verde a partir del amarillo ternario
Pero el principal método de calibración utilizado por la mayoría de los científicos que trabajan con espectroscopía es el uso del componente de Rayleigh, esto es para centrar este pico característico en el origen del número de onda normal cono se muestra en la figura 2.
Figura 2. Espectro de calibración a través de la banda de Rayleigh
Algunas técnicas de espectroscopia Raman son las siguientes:
Resonancia de Raman.
Micro-Raman
Microscopía confocal Raman.
Espectroscopia de Resonancia Ultravioleta Raman (UVRRS).
Dispersión Raman de superficie mejorada (SERS) Raman.
Tiempo resuelto y Pulsed Raman.
Si deseas conocer un experimento referente a la espectrometria puedes visitar el siguiente enlace, es un post que publique hace algunos meses atrás donde muestro una experiencia muy básica sobre el uso de espectrómetro común, a partir de este identifique diferentes gases y se obtienen su respectivas longitudes de onda.
Enlace del post
Este experimento es básico sirve como impulso al conocimiento de la espectrometria, a partir de esta experiencia y con el transcurrir de los años la ciencia fue avanzando creando diferentes técnicas que ayudan a identificar lineas espectrales de diferentes materiales
Ventajas de la espectroscopía Raman
En la espectroscopia existen diversas aplicaciones como por ejemplo: procesamiento de alimentos, tratamiento celular, fabricación de polímeros, aplicaciones en la industria petrolera, farmacéutica, entre otras.
Espectrómetro de masa Wikipedia Creative Commons CC-BY-SA-2.5) Hannes Grobe
Una de sus grandes ventajas es que no es necesario ningún tratamiento específico para la preparación de las muestras que se van a caracterizar, ya que su simplicidad permite inspeccionar con otras técnicas comparativas.
La técnica Micro-raman también puede analizar la composición química de diferentes compuestos, ya sean orgánicos o inorgánicos, y la mejor parte de todo esto es que no hay necesidad de destruir las muestras para realizar mediciones con esta técnica como otras, eso te da la oportunidad de usar las muestras para otras técnicas especificas.
De igual manera se pueden analizar compuestos sólidos, líquidos y gaseosos.
Otras técnicas como la difracción de rayos X solo le permiten determinar la composición química cristalina, mientras que Raman le ofrece caracterizar cualquier tipo de material sin importar su estado.
De la misma forma puedes estudiar compuestos amorfos, sólidos orgánicos y ordenados.
No es necesario una cámara de vacío que sea costosa y que requiera un cuidado difícil y molesto, sin importar si está expuesto al medio ambiente de la misma manera que puede caracterizar los espectros, siempre que tome las medidas de calibración necesarias al medir.
Aplicaciones
Semiconductores
Es sumamente utilizado en la fabricación de diamante sintético, ya que es la única técnica que puede identificar este tipo de compuesto semiconductor, permite determinar la contaminación en los contactos de la muestra, utilizada a su vez en diversos componentes de los circuitos de electricidad accesorios.
En la Biomédica
Permite identificar diferentes tipos de enfermedades cancerígenas: cuello uterino, piel, mama, oral).
Estudios en el ojo (cornea y fluidos).
Aterosclerosis inter-cornaria.
Estudios óseos, composición, mecánica y su estado.
Estudios transdérmicos de drogas
En la Industria automotriz y derivados del petroleo
Extracción de solvente, agregación
Materiales de producción BTEX.
Procesamiento de aromáticos.
Hidrocarburos.
Gasolina.
Y muchos tipos de polímeros.
Medicina Forense
La espectroscopia Raman es una herramienta muy importante y extremadamente poderosa para el estudio de la medicina forense, ya que se pueden analizar muestras diferentes y muy pequeñas sin la necesidad de destruirlas.
Sus diferentes aplicaciones en esta área son: abuso de drogas, identificación de explosivos y sustancias químicas encontradas en laboratorios clandestinos que incluyen: tintas, cabello, pinturas, entre otros.
Industria farmacéutica
Cristalización.
El secado.
Monitoreo de nuevos medicamentos.
Identificación de forma poliforma.
Análisis en tiempo real de reacciones químicas.
Otras aplicaciones
Análisis químico por la composición del material extraño.
Análisis de moléculas orgánicas en el suelo.
Identificación de fases minerales.
Clasificación de rocas.
Estado de oxidación de los elementos que se encuentran en el suelo.
Entre otros.
Actualmente, la espectroscopía Raman es ampliamente utilizada para identificar compuestos extraños que no se encuentran en el planeta Tierra, se puede utilizar últimamente para estudios de otros planetas como Marte, es una herramienta poderosa para este tipo de estudios y en el futuro con el progreso. de la Tecnología puede convertirse en la principal herramienta para determinar si la vida existe o no en otro planeta.
El arte y la arqueología permiten la identificación de objetos reales y falsos.
Del mismo modo en la gemología, verifique los materiales auténticos y su origen.
Geología, identificación de diferentes minerales.
Determinación de diferentes compuestos en el medio ambiente.
Para las ciencias alimentarias, poder corroborar el contenido de cada alimento.
Para más información
Calibración de un espectrómetro
Componentes de un espectrómetro
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