Em casa, as partículas são um incômodo que pode ser rapidamente removido com um aspirador de pó. Em aplicações industriais, no entanto, uma micro partícula pode custar muito dinheiro a longo prazo.
Pedaços de poeira podem arruinar todo o trabalho de pintura e reduzir a durabilidade dos componentes mecânicos e eletrônicos vedados, razão pela qual as salas limpas e os filtros de ar desempenham um papel crucial na prevenção de contaminações.
Um problema de partículas mais recente são os microplásticos que foram introduzidos no meio ambiente por décadas e agora estão começando a ressurgir em nossa comida e água potável.
A microscopia FTIR e Raman oferecem abordagens similares, porém complementares, para a análise de partículas orgânicas e inorgânicas. Eles são usados para identificar quimicamente contaminantes e criar "mapas químicos" mostrando a distribuição de partículas.
A vantagem do FTIR é a pronta capacidade para investigar partículas em qualquer substrato, superfície, filtro e amostra, principalmente sem a necessidade de uma elaborada preparação de amostra.
Raman, no entanto, é capaz de caracterizar uma gama muito mais ampla de materiais inorgânicos e permite resolver espacialmente fibras e partículas na faixa nanométrica.
Ambas as técnicas têm benefícios distintos e, frequentemente, é a aplicação que decide se FTIR, Raman ou ambos são usados. Ambas as técnicas podem ser facilmente automatizadas e o software certo pode ajudar na obtenção de resultados rápidos.
| Leia mais sobre análise automatizada de partículas em nossa Nota de Aplicação: M181 |  |
Os seguintes exemplos de aplicação fornecem uma visão geral sobre o vasto potencial da espectroscopia micro vibracional!
Os poliuretanos são usados na fabricação de assentos de espuma de alta resiliência, adesivos de alto desempenho, revestimentos de superfície e selantes de superfície, fibras sintéticas, forro de carpetes, peças de plástico rígido, mangueiras e tubulações.
Durante a fabricação de tubulações, inclusões e contaminações no material podem levar a falhas na qualidade e, assim, a criação de pontos de quebra predeterminados.
Neste exemplo, um produto de PU foi investigado usando microscopia FTIR-ATR. Na imagem visual (ver abaixo) as inclusões na matriz polimérica de outro modo transparente são claramente visíveis.
Usando aberturas de borda de faca, o ponto foi colocado com tanta precisão que a matriz de PU não interferiu com a medida.
As pequenas manchas brancas foram prontamente identificadas como partículas de poliamida, enquanto a grande contaminação “semelhante à fibra” era mais elusiva. Por comparação de espectros, foi possível determinar os componentes gerais como sendo um éster de ácido graxo, bem como um sulfato e carbonato não especificados.
Essas análises podem fornecer pistas importantes sobre a origem das contaminações e têm se mostrado uma ferramenta eficaz na solução de problemas.
| Leia mais em nossa nota de aplicação MIC411 | |
As partículas podem nem sempre estar arrumadas lado a lado em um filtro e esperar pela análise. Às vezes as partículas não podem ser extraídas para serem investigadas e precisam ser analisadas sem a preparação da amostra.
Um caso ideal para a capacidade do ATR-FTIR de analisar partículas em qualquer substrato e material filtrante é o estudo da contaminação por microplásticos.
Existem várias técnicas de extração para separar o material orgânico e inorgânico encontrados em lagos, oceanos e rios por densidade, mas também é possível extrair uma amostra de um sedimento do rio e analisá-lo diretamente.
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Desta forma, a fibra foi inequivocamente identificada como poliamida.
| Quer saber mais sobre a análise de microplásticos por FTIR? Leia mais em nossa nota de aplicação. |
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Uma vantagem do Raman é a natureza não invasiva da análise. O ATR-FTIR tem muitas vantagens, mas sempre há a necessidade de verificar o contato suficiente entre o cristal ATR e a amostra.
Às vezes, no entanto, as amostras investigadas são tão delicadas que o contato físico pode causar danos. Nesses casos, como a fabricação de wafers de semicondutores e placas de circuito, os contaminantes de partículas têm sido um problema de longa data.
A imagem abaixo mostra os espectros Raman coletados de duas partículas encontradas em placas de circuito recém fabricadas.
Os dados foram coletados com laser de excitação de 785 nm a uma resolução espectral de 4 cm-1 por um minuto utilizando o modo confocal do microscópio Raman SENTERRA II com uma objetiva de 50x (NA=0,75).
Ambas as amostras mostraram uma grande quantidade de fluorescência, que foi removida usando a função de correção da linha de base côncava patenteada pela Bruker.
| Encontre mais informações sobre a identificação de partículas com Raman em nossa Nota de Aplicação: R530 | |
Raman pode fazer certas coisas que FTIR não pode e vice-versa. Uma dessas coisas é a capacidade de medir de forma confocal, o que significa que a medição ocorre por trás ou dentro de um material opticamente transparente.
Neste caso, uma ampola farmacêutica selada foi investigada. A inspeção por microscópio mostrou rapidamente uma pequena inclusão flutuante (ver abaixo) que foi analisada quimicamente por microscopia Raman.
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Outro uso para microscopia confocal Raman é a investigação de telas e painéis de exibição.
| Você quer saber mais sobre microscopia confocal Raman? |  |
