Nowe techniki z dziedziny spektroskopii mikrofalowej

Rozwój spektroskopii mikrofalowej zachęcił naukowców korzystających ze środków unijnych do udoskonalenia tej techniki pod kątem zastosowań analitycznych, na przykład w monitorowaniu środowiska czy badaniach astrofizycznych.

Technologie przemysłowe

Przemysł kosmiczny

Ostatnie postępy w zakresie technologii oscyloskopów i cyfrowych generatorów kształtów fali umożliwiły skrócenie czasu zbierania danych, zmniejszenie szerokości pasma skanowania i poprawę czułości mikroskopii mikrofalowej. Co nie może dziwić, mikroskopia mikrofalowa stała się ważnym narzędziem stosowanym w wielu różnych dziedzinach. W ramach finansowanego ze środków UE projektu MWSPEC (New trends in microwave spectroscopy) naukowcy wykorzystali nową technikę pozwalającą na udoskonalenie mikroskopii mikrofalowej. Spektrometria fourierowska z pobudzaniem próbki przy pomocy impulsu świergoczącego (CP-FTMW) umożliwia dostarczanie precyzyjnych danych o strukturze i wewnętrznych ruchach dużych cząsteczek. Zespół MWSPEC przeanalizował efektywność spektrometrii CP-FTMW na częstościach w zakresie od 2 GHz do 295 GHz. Wykorzystany do tego spektrometr bazuje na generatorze funkcji arbitralnych, który tworzy fale pobudzające i detekcyjne oraz otwiera przed badaczami nowe możliwości w zakresie analizy gazów. Naukowcy przeanalizowali działanie tego spektrometru w zakresie pomiaru szerokopasmowych czysto rotacyjnych widm dużych cząsteczek i kompleksów molekularnych. Dla tych widm możliwe było określenie ich struktury 3D, energii wiązania, oddziaływań międzycząsteczkowych, a czasami również rozkładu ładunków. Następnie uczeni zajęli się spektroskopią rezonansu podwójnego w podczerwieni-mikrofalach. Zbadano możliwości jej zastosowania do analizy redystrybucji międzycząsteczkowej energii wibracyjnej w wysoce wzbudzonych cząsteczkach oraz w zakresie modyfikacji produktów procesów. Udoskonalono też pulsacyjną spektroskopię rotacyjną z transformatą Fouriera pod kątem analizy cząsteczek z kilkoma centrami chiralnymi. W roku realizacji projektu MWSPEC opracowano nowy molekularny spektrometr mas, łączący ablację laserową z wyładowaniem elektrycznym. Dzięki inicjatywie MWSPEC europejscy uczeni mieli możliwość zaznajomienia się z obiecującą techniką spektroskopową opracowaną w USA. Technika CP-FTMW pozwoliła na badanie właściwości strukturalnych i dynamicznych dużych cząsteczek w fazie gazowej. Stopniowe udoskonalenie techniki powinno sprawić, że będzie ona nadawać się do detekcji cząsteczek w atmosferze ziemskiej, atmosferach innych planet a nawet w środku międzygwiazdowym.