O que é espectroscopia Raman?

A espectroscopia Raman é uma técnica para estudar a função dos comprimentos de onda entre radiação e matéria. Especificamente, a ciência estuda modos de baixa frequência, como vibrações e rotações. A principal maneira como o processo funciona é espalhar a luz monocromática sem preservar a energia cinética das partículas. Quando a luz do laser interage com as vibrações das estruturas dentro de um átomo, o resultado é uma reação dentro da própria luz. Isso permite que os cientistas coletem informações sobre o sistema usando a espectroscopia a laser Raman.

A teoria básica por trás da espectroscopia Raman é o efeito Raman. A luz é projetada em uma molécula com a intenção de interagir com a nuvem de elétrons, a área ao redor de um ou entre elétrons em um átomo. Isso faz com que a molécula fique excitada por unidades individuais de luz, conhecidas como fótons. O nível de energia dentro da molécula é aumentado ou diminuído. A luz do local específico é então coletada com uma lente e retransmitida para um monocromador.

Um monocromador é um dispositivo que transmite opticamente uma faixa estreita de comprimento de onda de luz. Devido ao fato de que faixas de luz se espalham por sólidos e líquidos transparentes, conhecidas como dispersão de Rayleigh, os comprimentos de onda mais próximos da luz do laser são dispersos, enquanto a luz restante com a informação vibracional é coletada por um detector.

Adolf Smekal previu a idéia da dispersão da luz através do efeito Raman em 1923. No entanto, não foi até 1928 que Sir CV Raman descobriu as possibilidades por trás da espectroscopia Raman. Suas observações tratavam principalmente da luz solar, devido ao fato de que a tecnologia a laser não estava disponível na época. Usando um filtro fotográfico, ele foi capaz de projetar luz monocromática enquanto observava que a luz mudava de frequência. Raman recebeu o Prêmio Nobel de Física por sua descoberta em 1930.

Os usos mais comuns da espectroscopia Raman são nos campos da química, medicina e física do estado sólido. As ligações químicas das moléculas podem ser analisadas através do processo, permitindo que os pesquisadores identifiquem mais rapidamente compostos desconhecidos através da frequência vibracional. Na medicina, os lasers Raman podem monitorar a mistura de gases usados ​​nos anestésicos.

A física de estado sólido utiliza a tecnologia para medir as excitações de vários sólidos. Versões avançadas do conceito também podem ser usadas pela polícia para identificar medicamentos falsificados enquanto ainda estão na embalagem. Isso ocorre quando a tecnologia é limitada em sua sensibilidade e permite passar essencialmente por determinadas camadas até atingir a molécula desejada.