显微拉曼光谱仪 |
破开微塑料污染围城的检测仪器
Raman microscopy | Pioneering technology to break the siege of microplastic particles.
显微拉曼光谱仪 |
破开微塑料污染围城的检测仪器
塑料颗粒对地球生态造成的影响是一个长期且深远的问题。自20世纪中期以来，塑料的广泛使用已经深刻改变了我们的生活方式，但同时也给地球环境带来了严重的负面影响。
在20世纪50年代和60年代，塑料革命席卷全球，塑料制品开始大规模生产和应用。在1970年代和1980年代，人们开始注意到塑料垃圾的积累问题。塑料制品在使用寿命结束后不容易降解，大量的塑料垃圾堆积在土地和水域，对野生动植物造成威胁，形成了“白色污染”。
随着时间的推移，人们逐渐认识到微塑料的存在和危害。微塑料是指直径小于5毫米的塑料颗粒，来源包括塑料分解而成，也包括微珠等微小颗粒的使用。这些微塑料进入水域、土壤和食物链，对生态系统的影响更为深远。近年来，研究表明，微塑料不仅危害环境，还对人类健康产生负面影响。微塑料可能通过食物、水源和空气进入人体，引发潜在的健康问题，如炎症、细胞损伤等。
伴着科技的不断进步和创新，拉曼光谱仪这种高度精密的仪器有望在解决塑料微粒污染方面发挥重要作用。这种仪器的出现为科研学者或环境工程师提供了一种全新的工具，可以更准确地检测和识别微塑料颗粒，从而更深入地了解其在环境中的分布和影响。
解决案例
显微拉曼光谱仪具有独特的优势，它可以对样品中微小区域进行高分辨率的分析，特别擅长在液体样品中识别微小的颗粒等。通过利用拉曼光谱技术，科研学者或环境工程师能够快速、准确地识别并定量样品中的塑料微粒，同时区分不同类型的塑料。这将有助于了解微塑料在水域、土壤甚至食物链中的扩散情况，为制定更有针对性的防治措施提供数据支持。
检测案例分享：
显微拉曼——塑料小球
100x物镜，50mW 532激光，测量溶液中粒径约为1um的PS小球
检测过程展示：
使用显微镜和物镜将光聚焦在感兴趣的待测颗粒上。
启动激光并照射在样品表面，观察并记录从样品表面散射回来的拉曼光谱信号。
数据处理与分析展示：
C-C拉曼峰和苯环拉曼峰都与塑料的分子结构特征密切相关。不同类型的塑料具有不同的分子结构，而这些拉曼峰可以作为指纹峰，帮助区分和鉴别不同种类的塑料。
C-C拉曼峰： C-C拉曼峰是与碳-碳键振动相关的特征性峰。在塑料分子中，碳-碳键是连接碳原子的关键部分。例如，聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）等塑料中含有大量的碳-碳键。通过观察C-C拉曼峰的位置和强度，可以识别和鉴别不同类型的塑料。
苯环拉曼峰： 苯环拉曼峰是指与苯环结构相关的特征性峰。苯环是由六个碳原子组成的环状结构，它存在于许多塑料中，比如聚苯乙烯（PS）。苯环拉曼峰的位置和形状可以提供关于苯环的存在以及其在分子中的环境的信息。
当我们继续放大拉曼光谱，便能查看更多的结构细节，例如苯环的对称伸缩和非对称伸缩振动。
苯环对称伸缩震动：这种振动模式涉及苯环中所有碳-碳键的同时伸缩，这意味着苯环内的所有碳-碳键会同步振动，产生相同频率的振动。拉曼光谱会显示出特定的对称伸缩震动的峰值，为识别苯环结构提供了特征性信息。
苯环非对称伸缩震动：与对称伸缩震动不同，非对称伸缩震动涉及苯环中的碳-碳键以不同频率或幅度进行伸缩。这种振动模式会产生不同频率的振动，也会在拉曼光谱中呈现出特定的峰值。
在塑料颗粒的检测中，苯环对称伸缩震动和非对称伸缩震动的拉曼峰提供了对于塑料类型和结构的信息。通过比对塑料样品的拉曼光谱与已知标准的光谱数据库或模式识别技术，科研学者或环境工程师能够识别塑料颗粒的类型和组成。这对于塑料污染的来源追踪、环境样品分析和塑料回收等方面具有重要意义。
数据来源：LQ Optics – μRam显微拉曼光谱系统
光谱模块 ：μRam-Spec-XY
- 接收光斑XY可调，支持532，785，1064nm拉曼
- 光斑XY可调范围：± 30um@100x物镜，调节精度优于0.5um@100x物镜
- 自带相机模块
- 支持测试拉曼时同时成像
- 支持两档切换，可定制两档镜片，默认全通/全反
- SMA905输出，默认100um芯径单芯光纤
- 镜下光谱收集范围：~1um @ 100x物镜
- 配备多芯光纤增加指示光斑，标出当前采集点
激光模块：μRam-Laser
- 支持532，785，1064nm单模激光，光纤耦入
- FC/PC输入，默认100um芯径单芯光纤
- 镜下激光光斑尺寸：~1um @ 100x物镜
更多参数和资讯请移步 μRam – 立穹光电 (lqoptics.com)
结 语
显微拉曼技术为监测和管理塑料微粒污染提供了新的思路和可能性。通过结合拉曼光谱仪的高灵敏度和空间分辨率，科研学者或环境工程师可以实现追踪微塑料的来源和去向，帮助制定更加精准的环境保护政策。
未来，全球社会需要进一步合作，采取更加切实可行的措施来解决塑料颗粒对地球生态的影响。这涉及到科技创新、政策完善、公众教育等多个方面，以实现塑料污染问题的根本解决。立穹也将一直持续关注并保持生态环保领域的技术研发和切实行动。
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