Hva er Raman spektroskopi?
Raman-spektroskopi er en teknikk for å studere funksjonen til bølgelengder mellom stråling og materie. Spesielt studerer vitenskapen lavfrekvente modus som vibrasjoner og rotasjoner. Den viktigste måten prosessen fungerer på er ved å spre monokromatisk lys uten å bevare partiklenes kinetiske energi. Når laserlys interagerer med vibrasjonene i strukturer i et atom, er en reaksjon i selve lyset resultatet. Dette gjør det mulig for forskere å samle informasjon om systemet ved bruk av Raman-laserspektroskopi.
Den grunnleggende teorien bak Raman-spektroskopi er Raman-effekten. Lys blir projisert på et molekyl med den hensikt å samhandle med elektronskyen, området rundt en eller mellom elektronene i et atom. Dette får molekylet til å bli begeistret av individuelle lysenheter, kjent som et foton. Energinivået i molekylet økes eller reduseres. Lys fra det bestemte stedet blir deretter samlet med en linse og videresendt til en monokromator.
En monokromator er en enhet som optisk overfører et smalt bølgelengde lysbånd. På grunn av det faktum at lysbånd sprer seg gjennom gjennomsiktige faste stoffer og væsker, kjent som Rayleigh-spredning, blir bølgelengdene nærmere lyset fra laseren spredt, mens det gjenværende lyset med vibrasjonsinformasjonen blir samlet inn av en detektor.
Adolf Smekal spådde ideen om lyset som spredte seg gjennom Raman-effekten i 1923. Imidlertid var det først i 1928 at Sir CV Raman oppdaget mulighetene bak Raman-spektroskopi. Observasjonene hans omhandlet først og fremst sollys på grunn av at laserteknologi ikke var lett tilgjengelig den gang. Ved hjelp av et fotografisk filter kunne han projisere monokromatisk lys mens han observerte at lyset endret frekvens. Raman ble tildelt Nobelprisen i fysikk for oppdagelsen i 1930.
Den vanligste bruken av Raman-spektroskopi er innen kjemi, medisin og faststofffysikk. Kjemiske bindinger av molekyler kan analyseres gjennom prosessen, slik at forskere lettere kan identifisere ukjente forbindelser gjennom vibrasjonsfrekvensen. I medisin kan Raman-lasere overvåke blandingen av gasser som brukes i anestesimidler.
Fastfysikk bruker teknologien til å måle eksitasjoner av forskjellige faste stoffer. Avanserte versjoner av konseptet kan også brukes av rettshåndhevelse for å identifisere forfalskede medikamenter mens de fremdeles er i emballasje. Dette skjer når teknologien er begrenset i følsomhet og får lov til å passere gjennom visse lag til den når det ønskede molekylet.