分光光度計的傳統應用多集中在液體溶液的定量與定性分析,但隨著材料科學、環境檢測和藥物研究的不斷拓展,固體樣品的光譜檢測需求日益增加。賽默飛分光光度計 BioMate 160 在設計時充分考慮了固體樣品檢測的特殊需求,配合專用固體樣品檢測附件,能夠對粉末、薄膜、片材以及其他固體材料進行高精度分析。它不僅可以獲取固體的吸收、透過率和反射率光譜,還能幫助科研人員解析材料的能帶結構、穩定性和組成信息,為跨學科研究提供有力工具。
光學透射原理
對于透明或半透明的固體,如薄膜、塑料片材,光源透過樣品時會發生部分吸收與散射。儀器通過測定透射光強,計算樣品的吸收光譜。
光學反射原理
對于不透明固體,如粉末、金屬、陶瓷,常用反射檢測模式。光源照射樣品表面后,部分光被反射,儀器檢測反射光強度并換算成反射率或吸收率。
漫反射技術
當樣品表面粗糙或多孔時,光會發生漫反射。BioMate 160 可搭配積分球附件收集漫反射信號,從而得到準確的光譜數據。
吸收邊與帶隙測定
對固體材料的透射或反射光譜進行處理,可以確定吸收邊位置,從而推算出材料的帶隙能量,這是半導體與光電材料研究的重要手段。
樣品類型
薄膜、涂層
塑料、玻璃片
粉末壓片
晶體與陶瓷材料
樣品前處理
粉末需研磨并壓制成片,以保證光路均勻。
薄膜應裁剪成適配樣品池大小,避免氣泡或褶皺。
金屬或陶瓷表面應拋光,確保反射測試的穩定性。
檢測附件
固體樣品架:適合片材和薄膜固定。
壓片模具:用于粉末樣品制備。
積分球附件:用于漫反射檢測。
開機與校準
開機后預熱光源,插入空白基底(如純石英片或空樣品架)進行基線校正。
樣品安裝
將固體樣品固定在專用樣品架或積分球入口,確保光路對齊。
模式選擇
根據樣品性質選擇透射、反射或漫反射模式。
波長設定
半導體材料:通常在 200–800 nm 掃描吸收邊。
聚合物材料:多在紫外-可見區檢測官能團吸收峰。
金屬材料:主要關注反射率曲線變化。
數據采集
執行光譜掃描,獲取完整曲線。系統可實時顯示吸光度或反射率隨波長變化的數據。
數據保存與導出
實驗完成后將數據導出,用于進一步計算與繪圖。
材料科學研究
測定薄膜帶隙,評估光電性能。
分析納米顆粒的表面等離子體共振吸收峰。
表征陶瓷材料的光學穩定性。
環境監測
檢測空氣顆粒物或沉積物中的固體污染物。
對土壤壓片進行光譜測定,分析有機質或礦物成分。
食品與醫藥檢測
對食品包裝薄膜進行光學透過率測定。
分析固體藥物片劑的成分與降解情況。
工業質控
塑料、玻璃的光學透光性能檢測。
涂層和顏料的顏色與穩定性評估。
光譜平滑與降噪
使用軟件對曲線進行平滑處理,去除雜散光干擾。
峰值識別
自動識別吸收峰位置和強度,用于物質定性。
吸收邊分析
通過外推方法計算固體樣品的吸收邊,進而推算帶隙能量。
漫反射轉化
對漫反射數據進行 Kubelka-Munk 轉換,獲得吸收系數與濃度信息。
多樣品對比
同時對不同批次固體樣品的光譜曲線進行疊加比較,判斷質量差異。
樣品厚度不均勻
需嚴格控制片材厚度,粉末需均勻壓片。
表面粗糙度影響
對反射模式尤其敏感,需保持樣品表面平整。
散射干擾
粉末樣品易導致光散射,可通過積分球修正。
環境因素
溫度、濕度及實驗室光源可能引入背景噪聲。
多模式兼容
可實現透射、反射、漫反射三種模式,適應不同固體樣品。
檢測范圍廣
波長覆蓋 190–1100 nm,滿足從紫外到可見光的需求。
操作便捷
樣品架設計合理,配合軟件實現全自動掃描與數據處理。
數據分析智能化
內置豐富的數學處理方法,簡化復雜實驗的計算過程。
廣泛適用性
既能滿足基礎科研,也可應用于工業質控與環境監測。
薄膜帶隙測試
將透明導電薄膜置于透射模式下,掃描 200–800 nm,利用吸收邊推算帶隙值,結果與文獻值高度一致。
顏料粉末檢測
粉末壓片后采用積分球附件,獲取漫反射光譜,通過 Kubelka-Munk 方法計算濃度,結果用于顏料配方優化。
涂層耐候性評價
將涂層樣品在加速老化箱中處理不同時間,測試反射光譜,分析顏色變化趨勢,指導工業配方改進。
賽默飛分光光度計 BioMate 160 在固體樣品檢測中展現出強大的適應性和可靠性。其多模式檢測能力使其能夠勝任從透明薄膜到不透明粉末的多類固體分析,配合智能化數據處理功能,為科研與應用檢測提供了高效解決方案。無論是材料科學的前沿研究,還是工業生產的質量控制,BioMate 160 都能提供精準、穩定的光學數據,成為實驗室和產業應用的核心工具。
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