عندما يريد العلماء والباحثون والمهندسون معرفة المزيد عن مادة أو محلول ما، فإنهم يستخدمون جهازًا خاصًا يُعرف باسم مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء القريبة. قد يبدو هذا وكأنه مصطلح فاخر لشيء ما، ولكنه يعني فقط جهازًا يسلط أنواعًا مختلفة من الضوء على أعلى العينة ويقيس مقدار الضوء الذي يتم امتصاصه أو انعكاسه أو انتقاله عبر العينة.
تعمل أجهزة قياس الطيف الضوئي UV-Vis-NIR في ثلاثة أجزاء من طيف الضوء: الأشعة فوق البنفسجية، والأشعة المرئية، والأشعة تحت الحمراء القريبة. تصدر الآلة شعاعًا من الضوء، ويمتص جزء من هذا الضوء بواسطة العينة التي يتم تحليلها. وهذا يعني أن العينة تمتص بعض طاقة الضوء الواردة. يمر الضوء المتبقي عبر العينة ويصطدم بجهاز الكشف الذي يقيس مقدار الضوء الذي مر عبر العينة. من خلال قياس كمية الضوء التي يتم امتصاصها مقابل الكمية التي تمر عبرها، يمكنهم معرفة العناصر أو المركبات الموجودة في العينة.
تُستخدم أجهزة قياس الطيف فوق البنفسجي والمرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة في مجموعة متنوعة من مجالات البحث. ففي مجال الكيمياء، تساعد هذه الأجهزة العلماء في تحليل لون وتركيب الأصباغ والصبغات والمواد البلاستيكية. ويمكن لهذه الأجهزة أن تزودنا بمعلومات بالغة الأهمية حول سلوك هذه المواد وتركيبها. على سبيل المثال، في علم الأحياء، يمكن لأجهزة قياس الطيف فوق البنفسجي والمرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة قياس تركيز الحمض النووي أو التحقيق في بنية البروتينات. وهذه الرؤية حيوية لفهم الكائنات الحية.
في مجال العلوم البيئية، قد تكتشف هذه الأجهزة الملوثات في الهواء أو في الماء. وهي تسمح للعلماء بفهم أفضل لنظافة بيئتنا، وهو أمر بالغ الأهمية للحفاظ على كوكب مثمر. كما أن مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء القريبة له تطبيقات في صناعة الأغذية والمشروبات، حيث يتم الحصول على قياسات كمية لتوصيف جودة الأطعمة المختلفة وتتبع الملف الغذائي. على سبيل المثال، يمكن استخدامها لقياس كميات الفيتامينات أو العناصر الغذائية المفيدة الأخرى في طعامنا.
ومع ذلك، فإن استخدام مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء القريبة ليس بالأمر السهل، بل يتطلب بعض المعرفة وتنفيذ خطوات حذرة. للبدء، من الضروري إعداد العينة التي يتم اختبارها بدقة. يجب أن تكون العينة صافية وخالية من أي بقع أو فقاعات من شأنها أن تعيق انتقال الضوء من خلالها. وتكون النتائج دقيقة بسبب ذلك. والخطوة التالية هي معايرة الجهاز أو إعداده بحيث يكون قادرًا على قراءة الضوء بدقة. تعد المعايرة مهمة جدًا لأنها تضمن دقة القراءات التي يقدمها الجهاز. بمجرد أن يجمع الجهاز البيانات، يتعين على العلماء تحليلها بعناية. يجب عليهم فحص البيانات من أجل الوصول إلى استنتاجات صحيحة حول ما تتضمنه العينة.
إن أجهزة قياس الطيف فوق البنفسجي والمرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة قادرة على الكشف عن الكثير من المعلومات حول المواد التي يتم دراستها. ومن أهم فوائد هذه الأجهزة أنها غير مدمرة، مما يسمح لها بتحليل العينات دون كسرها. وهذا يتيح للعلماء فحص المواد بطرق لا تؤدي إلى إعادة تشكيلها. ولكن هناك بعض القيود فيما يتعلق بما يمكن لجهاز قياس الطيف فوق البنفسجي والمرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة أن يظهره بالفعل. على سبيل المثال، يمكنه فقط تحديد المواد التي تمتص أو تنقل الضوء في نطاقات الأشعة فوق البنفسجية أو المرئية أو الأشعة تحت الحمراء القريبة. وهذا يعني أنه إذا لم يتفاعل شيء ما مع الضوء بأي من هذه الطرق، فلن يتمكن الجهاز من تحليله. وعلاوة على ذلك، لا يمكن لأجهزة قياس الطيف فوق البنفسجي والمرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة أن تقدم معلومات حول البنية الفيزيائية للمادة، مثل شكل بلورة المعدن.
مع تقدم التكنولوجيا، هناك دائمًا تطورات في أجهزة قياس الطيف فوق البنفسجي والمرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة. تتضمن الأنظمة بشكل متزايد منتجات أسرع وأكثر دقة وأكثر سرية. حتى أن بعض هذه الآلات المتطورة متصلة بأجهزة الكمبيوتر، مما يجعل من الأسهل على العلماء تفريغ كميات هائلة من البيانات لتحليلها بسرعة. إن تطورات أجهزة قياس الطيف فوق البنفسجي والمرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة لا حدود لها في المستقبل القريب. يمكن استخدامها لاستكشاف مواد جديدة، أو المساعدة في تطوير أدوية جديدة، أو تتبع البيئة وإمداداتنا الغذائية. ما هو مؤكد هو أن أجهزة قياس الطيف فوق البنفسجي والمرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة ستظل أدوات أساسية للعلماء والباحثين لسنوات عديدة قادمة.
جميع الحقوق محفوظة لشركة Shanghai Labtech Co.,Ltd.