Φασματοφωτόμετρα: Ένας ολοκληρωμένος οδηγός για τις χρήσεις και τις εφαρμογές τους Ελλάδα

Τι είναι το Φασματοφωτόμετρο;

Τα φασματοφωτόμετρα είναι συσκευές που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες στα εργαστήριά τους. Αυτό είναι κρίσιμο γιατί επιτρέπει στους επιστήμονες να δουν μέσα από διαφορετικά υλικά και να ανακαλύψουν πόσο καλά διαφορετικά υλικά απορροφούν το φως. Ένας τρόπος με τον οποίο το φως αλληλεπιδρά με τα υλικά είναι μέσω της απορρόφησης και η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο γίνονται οι απορροφήσεις συμβάλλει στο να κατανοήσουν οι επιστήμονες τη σύνθεση των υλικών. Σε αυτόν τον οδηγό εξηγούμε τι κάνουν τα φασματοφωτόμετρα και πώς χρησιμοποιούνται σε ένα ευρύ φάσμα πεδίων.

Πώς λειτουργούν; 

Για να δείτε λοιπόν πώς, ουσιαστικά, χρησιμοποιούν το φως, ρίξτε μια ματιά στο πώς λειτουργούν τα φασματοφωτόμετρα. Ένα φασματοφωτόμετρο περνά μια δέσμη φωτός μέσα από ένα δείγμα — υγρό, στερεό ή ακόμα και αέριο. Στη συνέχεια, το μηχάνημα μετρά την ποσότητα φωτός που απορροφάται από το δείγμα. Η απορρόφηση συμβαίνει όταν ένα δείγμα παίρνει ενέργεια από το φως. Αυτή η ενέργεια αναγκάζει τα ηλεκτρόνια, τα οποία είναι μικρά μέρη των ατόμων, να μεταπηδήσουν σε υψηλότερη ενεργειακή κατάσταση. Όταν τα ηλεκτρόνια παίρνουν ενέργεια, ενθουσιάζονται και αναπηδούν όπως και οι παίκτες σε αυτό το πεδίο παιχνιδιού! Όταν τα ηλεκτρόνια πέφτουν πίσω στο αρχικό κέλυφος, απελευθερώνουν ενέργεια με μια μορφή φωτός. Η ποσότητα φωτός που απορροφάται και εκπέμπεται εκ νέου από το δείγμα μετράται με το φασματοφωτόμετρο. Μακροπρόθεσμα, δίνει στους επιστήμονες πληροφορίες για τη σύνθεση και τη συμπεριφορά του.

Πώς χρησιμοποιούνται στα εργαστήρια; 

Τα φασματοφωτόμετρα είναι πολύ χρήσιμα στο επιστημονικό εργαστήριο για πολλούς λόγους. Συχνά χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της ποσότητας μιας συγκεκριμένης ουσίας που διαλύεται σε ένα υγρό. Για παράδειγμα, όταν ένας επιστήμονας χρειάζεται να δοκιμάσει πόση ζάχαρη περιέχει ένα διάλυμα, θα χρησιμοποιήσει ένα φασματοφωτόμετρο. Ανιχνεύοντας πόσο φως απορροφάται, οι επιστήμονες μπορούν να προσδιορίσουν πόσο άφθονη ή συγκεντρωμένη είναι αυτή η ουσία. Μια άλλη χρήση των φασματοφωτομέτρων είναι να προσδιοριστεί εάν μια ουσία είναι καθαρή. Όταν βλέπετε απορρόφηση εκεί που δεν την περιμένατε, αυτό σημαίνει ότι μπορεί να υπάρχουν περισσότερα από όσα δεν θα έπρεπε.

Διασφάλιση ποιότητας και συνέπειας 

Το φασματοφωτόμετρο, καθώς και η μέτρηση ουσιών, παίζει επίσης ρόλο στην ποιοτική ανάλυση διαφόρων υλικών. Στη βιομηχανία τροφίμων, για παράδειγμα, χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση της απόχρωσης των τροφίμων και των ποτών. Ο επιστήμονας μπορεί να ελέγξει αν το φαγητό μοιάζει όπως θα έπρεπε, κοιτάζοντας το χρώμα. Έτσι, για παράδειγμα, εάν ένα συγκεκριμένο φαγητό υποτίθεται ότι είναι κόκκινο, αλλά το μηχάνημα δείχνει διαφορετικό χρώμα, αυτό μπορεί να υποδηλώνει ότι κάτι δεν πάει καλά! Αυτό βοηθά στη διατήρηση της ασφάλειας των τροφίμων και στην εμφάνιση οπτικά ελκυστική για τους ανθρώπους. Στην κλωστοϋφαντουργία, τα φασματοφωτόμετρα χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του χρώματος των υφασμάτων. Ένα από τα πιο σημαντικά πράγματα στην κατασκευή φορεμάτων είναι να βεβαιωθείτε ότι όλα τα μέρη του υφάσματος παραπάνω είναι του ίδιου χρώματος. Βοηθά στη διασφάλιση ότι κάθε πουκάμισο ή φόρεμα ταιριάζει σωστά.

Βοηθώντας την Ιατρική και την Υγεία 

Το φασματοφωτόμετρο έχει επίσης σημαντικό ρόλο στον τομέα της ιατρικής. Βοηθάμε τους γιατρούς να κατανοήσουν διάφορα θέματα υγείας σε έναν ασθενή. Για παράδειγμα, μας λένε πόσα από ορισμένα πράγματα περιλαμβάνονται στις εξετάσεις αίματος. Αυτές οι λεπτομέρειες μπορούν να βοηθήσουν τους γιατρούς να ανακαλύψουν προβλήματα όπως η αναιμία, όταν ένα άτομο δεν έχει αρκετά ερυθρά αιμοσφαίρια ή ο διαβήτης, ο οποίος επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο το σώμα χρησιμοποιεί τη ζάχαρη. Η έρευνα για τον καρκίνο χρησιμοποιεί επίσης φασματοφωτόμετρα. Οι ερευνητές τα χρησιμοποιούν για να μάθουν πώς τα καρκινικά κύτταρα λαμβάνουν το φως. Αυτά τα δεδομένα είναι εξαιρετικά σημαντικά γιατί μπορούν να βοηθήσουν τις άμεσες θεραπείες για τη βελτίωση της υγείας των ασθενών με καρκίνο.

Παρακολούθηση της ποιότητας του νερού και του αέρα 

Χρησιμοποιούνται επίσης για την παρακολούθηση των επιπέδων ποιότητας του νερού και της ρύπανσης. Δεν μπορούν να προσδιορίσουν διάφορες ενώσεις στο νερό για να ελέγξουν εάν είναι ασφαλές για κατανάλωση από τον άνθρωπο. Το μηχάνημα θα δείξει ότι κάτι δεν πάει καλά εάν το νερό έχει κάποια βλάβη. Το οποίο βοηθά το πόσιμο νερό να είναι καθαρό και ασφαλές. Τα φασματοφωτόμετρα χρησιμοποιούνται επίσης από επιστήμονες για τη μέτρηση της ποιότητας του αέρα. Μπορούν επίσης να ανιχνεύσουν τα επίπεδα ρύπανσης στον αέρα δοκιμάζοντας για απορρόφηση φωτός από διάφορες ενώσεις. Αυτές οι πληροφορίες είναι ζωτικής σημασίας, καθώς βοηθούν στη διατήρηση ενός ασφαλούς και καθαρού περιβάλλοντος για όλους.