材料性能检测技术——拉曼光谱&AFM 知多少？

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童鞋，拉曼光谱是分析什么的啊？应用范围是？

我也不知道，还在寻找AFM是做什么的呢？

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拉曼光谱的应用

通过对拉曼光谱的分析可以知道物质的振动转动能级情况,从而可以鉴别物质,分析物质的性质.下面举几个例子：

1.天然鸡血石和仿造鸡血石的拉曼光谱有本质的区别,前者主要是地开石和辰砂的拉曼光谱,后者主要是有机物的拉曼光谱,利用拉曼光谱可以区别二者。

2.鉴别毒品：使用拉曼光谱法对毒品和某些白色粉末进行了分析.常见毒品均有相当丰富的拉曼特征位移峰，且每个峰的信噪比较高，表明用拉曼光谱法对毒品进行成分分析方法可行，得到的谱图质量较高。由于激光拉曼光谱具有微区分析功能，即使毒品和其它白色粉末状物质混和在一起，也可以通过显微分析技术对其进行识别，得到毒品和其它白色粉末分别的拉曼光谱图。

3.利用拉满光谱可以监测物质的制备：担载型硫化钼、硫化钨催化剂是由相应的担载型金属氧化物在H2和H2S气氛下程序升温制得的，在工业上主要用作加氢精制催化剂。在这样的工业条件下，二维表面金属氧化物转变为二维或三维金属硫化物。与负载金属氧化物相比，负载金属硫化物的拉曼光谱研究相对较少，这是由于黑色的硫化物相对可见光的吸收较强，导致信号较弱。然而拉曼光谱能较易检测到小的金属硫化物微晶。

4.拉曼光谱可以监测水果表面残留的农药
在处理好的水果表面撕取一小片果皮,在水果表面分别滴上一滴不同的农药,农药就会浸润到果皮上。用吸水纸擦拭果皮上的农药液体,然后把残留有农药的果皮压入铝片的小槽中,保证使残留农药的果皮表面呈现在铝片小槽的外面,然后把压出来的汁液用吸水纸擦拭干净。

拉曼光谱的分析方向

　　拉曼光谱分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术，其信号来源与分子的振动和转动。拉曼光谱的分析方向有：

定性分析：不同的物质具有不同的特征光谱，因此可以通过光谱进行定性分析。

结构分析：对光谱谱带的分析,又是进行物质结构分析的基础。

定量分析：根据物质对光谱的吸光度的特点,可以对物质的量有很好的分析能力。

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AFM原子力显微镜

　　AFM全称Atomic Force Microscope，即原子力显微镜，它是继扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope）之后发明的一种具有原子级高分辨的新型仪器，可以在大气和液体环境下对各种材料和样品进行纳米区域的物理性质包括形貌进行探测，或者直接进行纳米操纵；现已广泛应用于半导体、纳米功能材料、生物、化工、食品、医药研究和科研院所各种纳米相关学科的研究实验等领域中，成为纳米科学研究的基本工具。

AFM基本原理

当原子间距离减小到一定程度以后，原子间的作用力将迅速上升。

因此，由显微探针受力的大小就可以直接换算出样品表面的高度，从而获得样品表面形貌的信息。

原子力显微镜的出现无疑为纳米科技的发展起到了推动作用。原子力显微镜扫描能提供各种类型样品的表面状态信息。与常规显微镜比较，原子力显微镜的优点是在大气条件下，以高倍率观察样品表面，可用于几乎所有样品（对表面光洁度有一定要求），而不需要进行其他制样处理，就可以得到样品表面的三维形貌图象。并可对扫描所得的三维形貌图象进行粗糙度计算、厚度、步宽、方框图或颗粒度分析。

AFM的分类

• 接触式原子力显微镜（contact AFM） －利用原子斥力的变化而产生表面轮廓。

• 非接触式原子力显微镜non-contact AFM） －利用原子吸引力的变化而产生表面轮廓。

• 间歇接触模式原子力显微镜(Intermittent-Contact AFM) －是接触与非接触两种模式的混合。

AFM 聚合物膜研究中所表现的优点

• 分辨率能达到原子分辨水平；

• 样品不需复杂的预处理，避免了由此所带来的测量误差；

• 对操作环境的要求较宽松，在空气或液体(水、氯化钠溶液等)中观测都可以；

• 操作力很小，能成功地观测软的物质表面。

  图上亮点表示膜表面的最高点，暗点表示膜表面的凹陷或膜孔，这样膜的表面整体形态在图象上一目了然。

关于拉曼光谱的分析、AFM的检测分析的方法，在后续的微信中继续编辑呈现，敬请期待！

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今日编辑：溪谷

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