A tudomány az NIR nem destruktív varázslata mögött

Jul 01, 2025

A közeli-infravörös (NIR) spektroszkópia forradalmasítja az anyagvizsgálatot azáltal, hogy kritikus adatokat nyer ki anélkül, hogy megváltoztatná a mintákat. Titka abban rejlik, hogy kihasználja a fény-anyag kölcsönhatásokat 950–1650 nm között – ahol a fotonok két kulcsmechanizmuson keresztül fedik fel a molekuláris titkokat:

1. A nem destruktív észlelés fizikája

Diffúz visszaverődési mód

Amikor a NIR fény szilárd/granuláris mintákat ér (pl. gabonafélék), akkor:
▶ 1–5 mm mélyre hatol a felszín alá
▶ Szóródik a C-H/O-H kötések kölcsönhatása miatt
▶ Visszaverődik, összetételi adatokat hordozva

Példa: Búzafehérje analízise anélkül, hogy a szemeket megőrölnék.

Átviteli mód

Folyadékok/átlátszó anyagok esetén (pl. olajok):
▶ A fény áthalad a mintán
▶ Bizonyos hullámhosszakat elnyelnek a molekuláris kötések
▶ Az érzékelő a csillapított fény intenzitását méri

Példa: Olívaolaj tisztaságának másodpercek alatti tesztelése.

2. Az IAS-5100 fényúti zsenialitása: Szabadalmazott oldalirányú megvilágítás

A hagyományos NIR küzd az egyenetlen mintákkal. Az IAS-5100 innovációja ezt megoldja:

Hogyan működik:

Fénykeverő technológia: Az oldalról kibocsátott fény beburkolja a részecskéket, megháromszorozva az effektív analízis területet.

Nincs szükség őrlésre: Egész szemek/granulátumok laboratóriumi szintű pontosságot adnak (SEC* ≤0,2%).

Valós hatás: Rejtett nedvességzsebeket észlel rizsszemekben, amelyeket a felülről lefelé irányuló rendszerek kihagynak.

3.A fény-anyag kölcsönhatás kvantummechanikája

Molekuláris 'ujjlenyomat' dekódolás

Energiaelnyelés:
A fotonok magasabb rezgési állapotokba gerjesztik a molekuláris kötéseket (C-H, O-H).
Δ E=hν(h=Planck-állandó, ν=fényfrekvencia)Δ E =hν(h=Planck-állandó, ν=fényfrekvencia)

Spektrális aláírások:
Minden kötés egyedi hullámhosszokat nyel el (pl. O-H: 1450 nm, C-H: 1730 nm).

Jelértelmezés:
Az észlelt elnyelési intenzitások kemometriai modellekkel kémiai koncentrációkká alakulnak.

Miért fontos a behatolási mélység

Minta típusa

Optimális mélység

Adatpontosság

Whole grains

2–3 mm

Protein: ±0.25%

Powders

0,5–1 mm

Páratartalom: ±0,15%

Olajok

Teljes átvitel

SZKS*: ±0,05%

*SZKS: Szabad Zsírsav