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Por qué utilizamos la espectroscopia Raman

Conozca las ventajas de la espectroscopia Raman y por qué es perfecta para microscopia combinada correlativa. La microscopia Raman complementa otras técnicas de análisis estructural FTIR y XRD.

La espectroscopia Raman es una técnica de análisis químico versátil, no destructiva, que no requiere preparación del material. Puede combinar la microscopia Raman con otras técnicas de imagen y analíticas para obtener información multimodal. La microscopia Raman se complementa con la espectroscopia infrarroja de transformada de Fourier (FTIR) y la difracción de rayos X (XRD). Comparación de estas técnicas de análisis.

Ventajas de la espectroscopia Raman

A menudo, ahorra tiempo en la preparación de materiales y pasa directamente al análisis Raman. Vea a continuación las principales ventajas:

Puede obtener la composición y la estructura de materiales con el análisis Raman

La espectroscopia Raman puede detectar distintas composiciones químicas y estructuras. Estas incluyen polimorfos que contienen los mismos átomos, pero en distintas formas cristalinas. También puede analizar mezclas y cuantificar su composición química.


La espectroscopía Raman tienen muchas aplicaciones

Los materiales no metálicos tienen espectros Raman activos. Por tanto, la espectroscopia Raman es perfecta para analizar muestras desconocidas. Los compuestos metálicos no tienen espectros Raman. Los análisis Raman pueden caracterizar óxidos metálicos para facilitar la detección de la corrosión.


Los análisis Raman necesitan una preparación mínima de la muestra

Si dispone de una lente de objetivo que puede dirigir a la muestra, puede obtener el espectro Raman. No se necesita más preparación de la muestra.


La microscopia Raman permite la detección bioquímica sin marcadores

No se necesitan tintes o etiquetas para diferenciar los tejidos biológicos y las células.

El análisis Raman se realiza sin contacto y no es destructivo

Puede analizar la muestra varias veces sin cambiarla.


La microscopia Raman puede detectar restos de sustancias

Los microscopios Raman más avanzados pueden resolver espacialmente pequeñas cantidades de material, con un tamaño de menos de 1 micrómetro. Estas incluyen contaminantes, nanodiamantes y grafeno monocapa. Estos sistemas lentes de gran apertura numérica para iluminar eficientemente y recoger la luz dispersada Raman en una pequeña zona de la muestra.


La espectroscopia Raman también puede analizar muestras grandes y productos químicos a granel

Puede utilizar sondas Raman de fibra óptica para análisis químico a distancia de muestras inmóviles. En ocasiones, son necesarias mediciones Raman remotas in-situ (p.ej., en una línea de haz de un sincrotrón o un reactor químico).


El análisis Raman es adecuado para muestras en agua

Puede analizar muestras en soluciones acuosas, como suspensiones coloidales, células vivas o mezclas de reacción bioquímica. No es necesario extraer o secar una muestra húmeda. Estos procesos tardan un tiempo y pueden alterar la estructura o la composición química de las muestras.

Virsa Graphene Puede enfocar el lateral de un vial de vidrio para realizar análisis Raman del interior del polvo de grafeno.

Microscopia Raman correlativa

Puede correlacionar las imágenes de microscopia Raman con otras formas de microscopia. Los requisitos reducidos y la naturaleza no destructiva de la espectroscopia Raman facilita esta tarea. Puede integrar fácilmente los sistemas Raman de Renishaw con otras técnicas para mediciones co-localizadas. Por ejemplo:

  • Microscopía de sonda de barrido (SPM) / microscopía de fuerza atómica (AFM)
  • Microscopía electrónica de barrido (SEM) con Renishaw inLuxTMInterfaz SEM Raman
  • Imágenes de fototensión
  • Fotoluminiscencia (PL)
  • Termografía de infrarrojos de longitud de onda media (MWIR)
  • Nanoindentación
  • Microscopia de imagen de vida útil fluorescente (FLIM)

Combinadas, estas técnicas pueden proporcionar un conocimiento completo de los materiales.

Más información sobre sistemas Raman combinados

Tarjeta de ID Imagen superpuesta que muestra una clara correlación entre (A) la imagen óptica, (B) la imagen SEM y (C) la imagen Raman. La imagen Raman muestra la composición química del polímero laminado como policarbonato (rojo), rutilo TiO2 (azul), poli[4,4'-metilenbis (fenil isocianato)- alt-1,4- butanediol/poli(butileno adipate) (verde), ftalocianina de cobre (turquesa) y tereftalato de polietileno (amarillo). La capa turquesa no es visible en la interfaz SEM o la imagen óptica, pero se detecta en la imagen Raman.

Explicación de la espectroscopia Raman

¿No conoce la espectroscopia Raman? Conozca rápidamente las bases del análisis Raman.

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Microscopía Raman comparada con espectroscopia infrarroja de transformada de Fourier (FTIR)

Los científicos comparan frecuentemente la espectroscopia Raman con la espectroscopia infrarroja de transformada de Fourier (FTIR) más utilizada. Ambas son formas de espectroscopia vibracional. La espectroscopia Raman y FTIR son complementarias porque tienen mecanismos físicos distintos.

FTIR mide cómo una muestra absorbe la luz en distintas frecuencias que corresponden a las frecuencias de vibración de enlaces moleculares. La absorción de IR requiere un cambio en el momento dipolo sobre un enlace. Es decir, la espectroscopia FTIR es más sensible a las vibraciones de grupos funcionales heteronucleares con enlaces polares, como la extensión de O-H en agua.

Por el contrario, la espectroscopia Raman mide la dispersión inelástica de la luz para inspeccionar vibraciones moleculares. Para que se produzca la dispersión Raman, el fotón entrante debe inducir un cambio de polarización en un enlace. La espectroscopia Raman es más sensible a las vibraciones de enlaces moleculares homonucleares y puede distinguir enlaces C-C, C=C y C≡C.

La espectroscopia Raman y FTIR puede estar basada en microscopio. La microscopia Raman tiene algunas ventajas sobre FTIR:

• La espectroscopia Raman detecta modos de vibración no activos en IR.

• La microscopia Raman puede resolver partículas más pequeñas que otras basadas en microscopio FTIR (micro-FTIR) porque a menudo utiliza longitudes de onda de la luz más cortas.

• Los análisis Raman pueden distinguir materiales con mayor especificidad química debido a enlaces Raman más estrechos.

• Para el análisis FTIR, las muestras deben estar en contacto con una punta de reflectividad total atenuada (ATR). A menudo, los analistas deben preparar muestras sólidas limpiando con esmeril y especias nujol o disolventes. Seguidamente, se comprime la mezcla de la muestra entre discos KBr. Para muestras líquidas pueden ser necesarias placas NaCl.

• Para el análisis Raman cuantitativo puede ser necesario material de referencia que no requiere preparación con una longitud de ruta óptica. El análisis FTIR cuantitativo es una técnica de absorción, por lo que depende de una longitud de ruta óptica en toda la muestra.

• La espectroscopia Raman es adecuada para estudios de despolarización de moléculas chiral.


Microscopia Raman comparada con XRD

La difracción de rayos X (XRD) es otro método analítico no destructivo. Puede usar XRD para examinar propiedades físicas como composición de fase, estructura de cristal y orientación de muestras sólidas o líquidas. La longitud de onda de los rayos X es comparable a la distancia entre los átomos en una red cristalina. Por tanto, la interferencia constructiva se produce entre los rayos X y la muestra cristalina. Puede analizar el patrón XRD resultante para analizar el orden de largo alcance en la estructura de cristal.

La espectroscopia Raman es complementaria a XRD para analizar la estructura de cristal del material. No obstante, la espectroscopia Raman tiene algunas ventajas sobre XRD:

• La espectroscopia Raman puede medir sustancias cristalinas y amorfas.

• El análisis Raman puede medir cantidades pequeñas de muestras hasta granos individuales o partículas.

• La espectroscopia Raman no necesita cámara de vacío ni control de humedad y temperatura.

Obtener lo máximo de su sistema Raman

Si bien la espectroscopia Raman tiene muchas ventajas, también puede suponer algún desafío. Infórmese sobre las formas en que podemos abordar algunos de los problemas que podemos encontrar durante su uso.

¿Qué es la espectroscopia Raman?

Continúe la exploración de espectroscopia Raman y fotoluminiscencia (PL). Respondemos a sus preguntas sobre microscopia Raman, imágenes rápidas Raman, análisis de datos, y técnicas de análisis de fluorescencia y complementaria.

Explicación de la espectroscopia Raman