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Définition scientifique de la spectroscopie Raman
La spectroscopie Raman est une technique permettant d’étudier les molécules et de déterminer leur structure et leur dynamique.
Elle utilise la diffusion de la lumière induite par l’excitation pour étudier les liaisons chimiques dans un échantillon.
Cette technique est utile pour comprendre les structures et la dynamique des molécules en phase solide, liquide et gazeuse.
Qu'est-ce que la spectroscopie Raman ?
Raman est une technique qui permet de déterminer les molécules et les liaisons des chaînes moléculaires.
Ce type de spectroscopie est particulièrement utile car il permet de mesurer directement la composition chimique sans avoir à décomposer un échantillon.
La spectroscopie Raman est une technique non invasive qui offre une précision et une répétabilité élevées.
La précision et la rapidité des mesures analytiques permettent aux scientifiques et aux experts de laboratoire d’analyser rapidement et efficacement un large éventail de substances et de déterminer ainsi rapidement et précisément la composition chimique d’un échantillon. Grâce à cette méthode de mesure, il est notamment possible de réaliser des analyses qualitatives et quantitatives dans le cadre de la recherche, de l’ utilisation industrielle et du diagnostic médical. Elle est également très utile pour la stabilité des matériaux, la surveillance des processus, le contrôle qualité et l’ identification des échantillons.
Un spectromètre Raman mesure la lumière diffusée Raman qui se produit lorsque la lumière interagit avec un matériau.
Cette diffusion modifie la longueur d’onde de la lumière incidente et fournit des informations sur les liaisons chimiques au sein d’un matériau.
Domaines d'application de la spectroscopie Raman
La spectroscopie Raman permet de mesurer de nombreux matériaux différents, tels que les composés organiques, les polymères et certains minéraux.
La spectroscopie Raman est particulièrement utile pour étudier des échantillons qui ne fournissent qu’une faible quantité d ‘informations, car la technique fournit des informations non seulement sur la structure chimique, mais aussi sur l’arrangement spatial des molécules (c’est-à-dire la structure cristalline).
Un autre avantage est que la spectroscopie Raman est très sensible et peut mettre en évidence même de petits changements dans les molécules de l’échantillon. Cette technique permet également de mesurer les impuretés et les composés traces.
La spectroscopie Raman peut mesurer différentes liaisons de chaînes moléculaires, comme par ex :
- Liaisons C-C (carbone-carbone) dans les composés organiques
- Liaisons C-O (carbone-oxygène) dans les groupes carbonyle
- Liaisons N-H (azote-hydrogène) dans les amides
- Liaisons S-O (soufre-oxygène) dans les thiols
- Contrôle qualité dans l’industrie pharmaceutique et chimique
- Identification de matériaux en archéologie, histoire de l’art et criminalistique
- Analyse des solides et des liquides dans la science des matériaux
- Surveillance des processus dans le domaine de l’énergie et de l’environnement
- Examen d’échantillons biologiques dans la recherche en sciences de la vie.
Structure d'un spectromètre Raman
Un spectromètre Raman se compose des éléments principaux suivants :
- Source de lumière:
- fournit la lumière incidente, généralement un système laser.
- Composants optiques :
- comme les lentilles et les miroirs, pour diriger la lumière vers l’échantillon et recueillir la lumière Raman diffusée.
- Support d’échantillon:
- tient le matériel à examiner.
- Détecteur:
- mesure la lumière diffusée par l’échantillon et la convertit en signaux électriques.
- Composants électroniques :
- tels que les amplificateurs et les analyseurs, pour traiter les signaux et produire les spectres Raman.
Possibilité de combinaison : DSC et spectromètre Raman
Grâce à une acquisition de données plus efficace et à la miniaturisation, les spectromètres Raman sont devenus beaucoup plus abordables.
C’est pourquoi la combinaison de cette méthode avec d’autres moyens est devenue de plus en plus économique au cours des dernières années.
Par exemple, un spectromètre Raman peut être associé à une DSC (calorimètre différentiel à balayage) peut être couplé.
De cette manière, il est possible de mesurer simultanément les les effets enthalpiques d’une mesure d’échantillon et d’enregistrer le spectre Raman afin d’obtenir, entre autres, des informations sur les liaisons des chaînes moléculaires et sur la composition chimique.
Votre industrie
Cela peut être un avantage dans une variété d’applications de développement de matériaux et de processus, comme la caractérisation des polymères, des solides, des matériaux de batterie et des échantillons biologiques.
Par exemple, un simple processus de chauffage d’un PET (polyéthylène téréphtalate) a différents effets thermiques, tels que le point vitreux (~80 °C), la recristallisation (~150 °C) et la fusion de l’échantillon (~250 °C).
La spectroscopie Raman permet de détecter l’origine de ces effets à partir du spectre Raman, par exemple à travers la cristallinité:
