Hvad er Raman-spektroskopi?
Raman-spektroskopi er en teknik til at studere funktionen af bølgelængder mellem stråling og stof. Specifikt studerer videnskaben lavfrekvente tilstande som vibrationer og rotationer. Den vigtigste måde processen fungerer på er ved at sprede monokromatisk lys uden at bevare partiklenes kinetiske energi. Når laserlys interagerer med vibrationerne i strukturer inden i et atom, er det en reaktion i selve lyset. Dette gør det muligt for forskere at indsamle oplysninger om systemet ved hjælp af Raman-laserspektroskopi.
Den grundlæggende teori bag Raman-spektroskopi er Raman-effekten. Lys projiceres på et molekyle med det formål at interagere med elektronskyen, området omkring en eller mellem elektroner i et atom. Dette får molekylet til at blive ophidset af individuelle lysenheder, kendt som en foton. Energiniveauet i molekylet øges eller reduceres. Lys opsamles derefter fra en bestemt placering med en linse og videresendes til en monokromator.
En monokromator er en enhed, der optisk transmitterer et smalt bølgelængde lysbånd. På grund af det faktum, at lysbånd spreder sig gennem gennemsigtige faste stoffer og væsker, kendt som Rayleigh-spredning, spredes bølgelængderne tættere på lyset fra laseren, mens det resterende lys med vibrationsinformation opsamles af en detektor.
Adolf Smekal forudsagde ideen om lysspredning gennem Raman-effekten i 1923. Imidlertid var det først i 1928, at Sir CV Raman opdagede mulighederne bag Raman-spektroskopi. Hans observationer handlede primært med sollys på grund af det faktum, at laserteknologi ikke var let tilgængelig på det tidspunkt. Ved hjælp af et fotografisk filter var han i stand til at projicere monokromatisk lys, mens han observerede, at lyset ændrede frekvens. Raman blev tildelt Nobelprisen i fysik for sin opdagelse i 1930.
De mest almindelige anvendelser til Raman-spektroskopi er inden for kemi, medicin og faststoffysik. Kemiske bindinger af molekyler kan analyseres gennem processen, så forskere lettere kan identificere ukendte forbindelser gennem vibrationsfrekvensen. Inden for medicin kan Raman-lasere overvåge blandingen af gasser, der anvendes i anæstetika.
Faststof-fysik bruger teknologien til at måle excitationer fra forskellige faste stoffer. Avancerede versioner af konceptet kan også bruges af retshåndhævelse til at identificere forfalskede stoffer, mens de stadig er i emballage. Dette opstår, når teknologien er begrænset i dens følsomhed og tillades i det væsentlige at passere gennem visse lag, indtil den når det ønskede molekyle.