Karakterisering af overflader

Figur 14. Illustration af de to klasser af vibrationer, som atomerne i et molekyle
udfører: strækninger af bindinger og bøjning mellem bindinger.
Det relevante stof belyses med infrarødt lys af varierende bølgelængde og dermed foton-energier.
Hvis en infrarød fotons energi matcher det energikvantum, der kræves for at gøre en molekylær
vibration et niveau kraftigere, vil den blive absorberet af molekylet, mens fotoner af alle andre
energier får lov til at passere materialet. Ved at måle den transmitterede lysintensitet for en bred
vifte af bølgelængder kan man få et infrarødt absorptionsspektrum, som illustreret i Figur 15.
Mængden af transmitteret lys (transmittansen) afbildes som regel som funktion af det såkaldte
bølgetal (wavenumber). Bølgetallet ω = 10 8 cm -1 nm / λ, hvor λ er lysets bølgelænde målt i
nanometer. Ofte kan en lang række af de observerede absorptionstoppe (afbildet som fald i
transmittans i spektret) i bølgetals-området mellem 4000 og 1000 cm -1 tilordnes bestemte
funktionelle enheder i prøven, som kan hjælpe til at identificere prøvens kemiske
sammensætning. Området under 1000 cm -1 betegnes ofte ”fingeraftryks-området”, da
absorptionsmønstret her ofte er for kompleks til individuel tilordning af toppene, men til gengæld
karakteristisk for hvert enkelt stof.
Figur 15. Infrarødt spektrum (målt med ATR-FTIR) af overfladen på et stykke
kommercielt EPDM (ethylene-propylene-diene monomer) gummi efter
adsorption af protein under industrielle procesforhold på et mejeri.
De fleste moderne spektrometre benytter den såkaldte ”Fourier Transform” (FT-IR)
metode til at måle absorptionsspektret. En Fourier transformation forbinder frekvens og tid med
et matematisk udtryk. Metoden gør det muligt at måle absorptionsbidrag fra hele
bølgetalsområdet i hvert enkelt, meget hurtige (typisk sekunder) interferometriske skan og
19