Do các đặc tính đặc biệt của graphene, graphene và các vật liệu liên quan đã được nghiên cứu với sự quan tâm lớn trong cả nghiên cứu cơ bản và ứng dụng. Để nghiên cứu các vật liệu hai chiều (2D) này, quang phổ Raman đã được sử dụng rộng rãi nhất. Mặc dù quang phổ Raman mang lại nhiều lợi thế khác nhau về mặt nghiên cứu và mô tả các vật liệu này, quang phổ Raman không thể là một kỹ thuật thành công để kiểm soát công nghiệp do thiếu các quy trình tự động để phân tích dữ liệu lớn. Các nhà nghiên cứu tại Universidade Federal De Minas Gerais hợp tác với Phòng nghiên cứu quân đội Hoa Kỳ và Đại học Aalto gần đây đã sử dụng Phân tích thành phần chính (PCA) có tham số để phát triển một phương pháp có thể lý tưởng cho việc xử lý dữ liệu quy mô lớn.
1. Vật liệu liên quan đến Graphene
Vật liệu liên quan đến graphene, bao gồm graphene, hợp chất xen kẽ graphite (GIC), carbon vô định hình, fullerene, ống nano và biochar có cấu trúc carbon lai hóa sp2. Việc phát hiện ra graphene cũng mở đường cho việc khám phá các vật liệu 2D khác như phosphorene, borophene, dichalcogenide kim loại chuyển tiếp (TMD), monochalcogenide và các cấu trúc dị hợp van der waal khác. Do các đặc tính điện, cơ, quang và nhiệt đặc biệt mà các vật liệu 2D này cung cấp, các vật liệu 2D này đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu chuyên sâu trong các lĩnh vực điện, điện tử và khoa học vật liệu.
2. Đặc điểm cấu trúc sử dụng quang phổ Raman
Phổ Raman là một kỹ thuật quang phổ được sử dụng trong hóa học để nghiên cứu trạng thái rung động, quay và các trạng thái tần số thấp khác của các phân tử trong một hệ thống. Kỹ thuật này cung cấp dấu hiệu nhận biết cấu trúc đặc trưng cho từng phân tử, do đó đóng vai trò là một kỹ thuật tuyệt vời để xác định các phân tử khác nhau. Do bản chất không xâm lấn và tính đơn giản tuyệt đối, phổ Raman đã trở thành kỹ thuật hàng đầu được sử dụng để nghiên cứu và mô tả các cấu trúc liên quan đến graphene. Mặc dù kỹ thuật quang phổ này đủ để chứng minh khái niệm trong phòng thí nghiệm, nhưng ứng dụng công nghiệp của phổ Raman đã bị hạn chế do thiếu các quy trình tự động để phân tích dữ liệu lớn.
3. Phân tích thành phần chính cho phân tích dữ liệu quy mô lớn
Việc thiết lập các quy trình tự động là điều cần thiết để chuyển đổi các bằng chứng khái niệm trong phòng thí nghiệm thành các kỹ thuật cho các ứng dụng công nghiệp cho phép phân tích hàng trăm quang phổ không có nhãn. Phân tích thành phần chính (PCA) là một trong những kỹ thuật quan trọng như vậy được sử dụng để giảm chiều và tính toán các hướng có phương sai lớn nhất trong một tập dữ liệu. Bằng cách dịch chuyển và xoay khung tọa độ gốc, phân tích PCA chuyển đổi các tọa độ để cung cấp các mối quan hệ giữa các mẫu. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, phân tích PCA chỉ cung cấp thông tin không tầm thường và phân tích thay đổi từ tập dữ liệu này sang tập dữ liệu khác. Để khắc phục những hạn chế này của PCA và sử dụng thành công PCA để phân tích cấu trúc của các vật liệu liên quan đến graphene, nhóm của Ado Jorio đã giới thiệu một khái niệm tham số hóa để phát triển một phương pháp luận cho ứng dụng công nghiệp của quang phổ Raman để nghiên cứu các vật liệu liên quan đến graphene lai hóa sp2.
4. Phân tích PCA tham số
Bằng cách xây dựng một ma trận nxm, trong đó dòng n biểu diễn phổ mẫu và cột m biểu thị số sóng, phân tích PCA tham số hóa thực hiện phép biến đổi toán học để viết lại từng phổ Raman thành tổ hợp tuyến tính của các thành phần chính. Phổ Raman từ một tập hợp các mẫu vật liệu cacbon sp2 có thể có các biến thể của một tính chất cụ thể đã biết đã được sử dụng ở đây để tìm phép biến đổi tuyến tính trực giao của dữ liệu theo thuật toán PCA. Thuật toán PCA này tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân loại phổ Raman chưa biết trong không gian được mở rộng bởi các tính chất mong muốn. Nhóm của Ado Jorio đã chứng minh hai nghiên cứu điển hình, bao gồm 1. đặc điểm cấu trúc vô định hình của cacbon sp2 trong vật liệu liên quan đến graphene bằng cách tham số hóa lượng sai hỏng giống điểm và giống đường trong cấu trúc 2D và 2. Xác định số lớp trong các mẫu graphene để chứng minh việc sử dụng phương pháp luận mà họ đã phát triển.
5. Ứng dụng của Phân tích Pca tham số hóa để Phân tích Phổ Raman quy mô lớn của Vật liệu liên quan đến Graphene
Phương pháp phân tích PCA tham số hóa do nhóm của Ado Jorio phát triển có thể được sử dụng để áp dụng phổ Raman vào nhiều quy trình công nghiệp khác nhau, bao gồm phát triển, chức năng hóa, tổng hợp vật liệu composite hoặc thậm chí chế tạo thiết bị quy mô lớn các vật liệu liên quan đến graphene. Phương pháp mới này có thể được sử dụng để kiểm soát chất lượng quá trình phát triển graphene bằng phương pháp lắng đọng hơi hóa học (CVD) hoặc bằng phương pháp tách lớp hóa học hoặc vật lý. Mô hình tự động dựa trên PCA tham số hóa đã được sử dụng để chứng minh việc sử dụng nó trong các vật liệu liên quan đến graphene trong nghiên cứu hiện tại, mô hình này có thể được sử dụng để phân tích phổ Raman quy mô lớn của các vật liệu có liên quan khác.
6. Các dòng máy/kính hiển vi quang phổ Raman đang có tại H2TECH
6.1. Máy quang phổ Raman cầm tay RS DYNAMICS – MICRORAMAN
Máy đo quang phổ cầm tay Raman là thiết bị gọn nhẹ cơ động sử dụng cơ động cho phòng thí nghiệm và cả bên ngoài hiện trường vẫn đảm bảo được kết quả đo chính xác và khả năng cơ động gọn nhẹ, tích hợp pin và bộ thu phát wifi giao tiếp dễ dàng với máy tính để bàn và tablet, smartphone.
Máy quang phổ Raman cầm tay RS DYNAMICS – MICRORAMAN
Xem thông tin chi tiết tại đây: https://thietbikhoahoch2tech.com/san-pham/may-quang-pho-raman-rs-dynamics/
Thông số kỹ thuật:
– Trọng lượng: 650 gam
– Kích thước: Dài: 225 mmx Cao: 38 mmx Rộng: 109 mm
– Loại laze: laze bán dẫn 785 nm
– Công suất phát laser: Có thể điều chỉnh hoàn toàn lên tới 470 mW
– Loại đầu dò: Dải CMOS tiên tiến
– Dải quang phổ: 200 – 2000 cm-1
– Độ phân giải quang phổ: 12 cm-1
– Lớp laze: 3B
– Thời gian phát hiện/Nhận dạng: thường là 2 giây
– Quét trễ: 0 – 30 giây
– Thời gian quét: 2 – 20 giây
– Phơi sáng: Tự động hoặc thủ công với độ trễ quét có thể cài đặt trước
– Kết nối: WiFi, Bluetooth, USB 2.0
– Tải xuống dữ liệu: Ổ đĩa flash ngoài
– Quang học: Bộ điều hợp ống kính tiêu cự cố định có thể hoán đổi cho nhau và bộ điều hợp giá đỡ lọ
– Màn hình: Màn hình màu cảm ứng 6.5” độ phân giải cao
– Pin: Li-Ion, hoạt động 8 – 10h cho 1 lần sạc
– Nguồn điện bên ngoài: 110 – 240 V AC, 100 Watts (bao gồm)
– Bộ sạc xe hơi: Bộ chuyển đổi CLA (tùy chọn)
– Dải nhiệt độ hoạt động: -15 đến +55 °C
– Dải nhiệt độ bảo quản: -25 đến +55 °C
– Ứng dụng Robotic: WiFi điều khiển từ xa
– Vật tư tiêu hao: Không yêu cầu vật tư tiêu hao
– Chứng nhận: CE, ROHS
>Xem video về Máy quang phổ raman cầm tay Rs Dynamics – MicroRaman<<<
6.2. Kính Hiển Vi Raman EDINBURGH – RM5
Kính hiển vi có vai trò quan trọng trong phòng thí nghiệm, trong nghiên cứu, sản xuất.
Kính Hiển Vi Raman EDINBURGH – RM5
>>Xem thông tin chi tiết tại đây: https://thietbikhoahoch2tech.com/san-pham/kinh-hien-vi-raman-rm5/
Thông số kỹ thuật:
– Truly Confocal – với khe có thể thay đổi và lỗ kim có thể điều chỉnh nhiều vị trí để có độ nét hình ảnh cao hơn, loại bỏ huỳnh quang tốt hơn và tối ưu hóa ứng dụng
– Tích hợp Laser Raman Băng thông hẹp – tối đa 3 laser được điều khiển bằng máy tính để dễ sử dụng, tăng cường độ ổn định
– Tháp cách tử 5 vị trí – cho độ phân giải cảo <0,3 cm-1 và tối ưu hóa trên toàn dải phổ <50 cm-1 – 15.000 cm-1
– Tích hợp các đầu dò – lên đến 2, bao gồm CCD, EMCCD và InGaAs hiệu quả cao cho tiếng ồn thấp, tốc độ tăng, độ nhạy cao và dải phổ rộng.
Xem video về Kính hiển vi Raman Edinburgh RM5<<<
6.3. Kính Hiển Vi Raman EDINBURGH – RMS1000
Kính hiển vi có vai trò quan trọng trong phòng thí nghiệm, trong nghiên cứu, sản xuất.
– RMS1000 là kính hiển vi Raman đồng tiêu cấp nghiên cứu kiến trúc mở. Nó đã được thiết kế để có thể thích ứng với hầu hết mọi ứng dụng Raman hiện đại, tiên tiến nhất.
– Công cụ nghiên cứu cao cấp này đã được xây dựng mà không có sự thỏa hiệp; dẫn đến một hệ thống độc lập cả về đặc điểm kỹ thuật và tính dễ sử dụng. Các ứng dụng ngoài Raman như kính hiển vi huỳnh quang phân giải theo thời gian và hình ảnh thời gian sống huỳnh quang (FLIM) đều có thể thực hiện được với RMS1000 linh hoạt.
Kính Hiển Vi Raman EDINBURGH – RMS1000
>>Xem thông tin chi tiết tại đây: https://thietbikhoahoch2tech.com/san-pham/kinh-hien-vi-raman-rms1000/
Thông số kỹ thuật:
*Laser
– Tích hợp 5 laser dải hẹp: 532 nm, 638 nm, 785 nm thường được sử dụng
– Có sẵn các tia laser bổ sung từ UV đến NIR. Laser bên ngoài có thể được tích hợp
– Lựa chọn laser được điều khiển hoàn toàn bằng máy tính
– Bao gồm các bộ lọc chặn laser liên kết, được điều khiển hoàn toàn bằng máy tính
* Máy quang phổ
– Khoảng bước sóng: 200 nm – 2,200 nm
– Gratings: tháp gratings 5 vị trí
– Khe: Điều chỉnh liên tục, điều khiển hoàn toàn bằng máy tính
* Độ phân giải phổ: Từ <0,1 cm-1 (tùy thuộc vào lựa chọn cách tử, laser và CCD)
* Độ phân giải không gian: XY (bên), Z (trục), 0,25 µm, <1 µm (tùy thuộc vào vật kính laser và kính hiển vi)
* Phạm vi quét phổ: 5 cm-1 * – 30.000 cm-1 (* với phần đính kèm wavenumber thấp)
* Thu ảnh đồng thời: Lỗ kim đồng thời có thể điều chỉnh, được điều khiển hoàn toàn bằng máy tính
* Đầu dò:
– Đầu dò CCD:
+ Độ nhạy cao CCD Phổ nhiễu cực thấp
+ 1650 x 200 pixel, làm mát bằng TE âm 60 °C (tiêu chuẩn)
+ 2000 x 256 pixel, làm mát bằng TE âm 60 °C (độ nhạy / dải phổ nâng cao)
– Đầu dò thứ 2 tùy chọn
+ Đầu dò EMCCD, 1600 x 200 pixel, làm mát bằng TE -100°C (thời gian phản hồi nhanh)
+ Mảng InGaAs, 1024 pixel, làm mát bằng TE -90°C, lên đến 2.200 nm
* Phần mềm:
– Ramacle®: Gói phần mềm trực quan, tất cả trong một toàn diện
– Tùy chọn: Gói thư viện hóa học, quang phổ
* Huỳnh quang
– Quang phổ: với cách tử độ phân giải thấp và CCD tích hợp
– Lifetime: với laser xung pico giây, thiết bị điện tử TCSPC, đầu do đếm photon nhanh, ánh xạ huỳnh quang quang phổ và tuổi thọ cũng có sẵn
*An toàn laze
– Không có vỏ bọc laze: Loại 3B (tùy thuộc vào nguồn laser ngoài)
– Với vỏ laser: Loại 1
*Kích thước
– Rộng x Sâu x Cao: 975 mm x 610 mm x 1170 mm
– Trọng lượng: từ 114 kg
Xem video về Kính hiển vi Raman Edinburgh RMS1000<<<
Công ty CP Thiết Bị Khoa học H2TECH – Là đơn vị cung cấp các thiết bị khoa học kỹ thuật hàng đầu tại Việt Nam. H2TECH là đối tác của nhiều trường học các viện nghiên cứu và các trung tâm thí nghiệm. Là một trong những nhà phân phối tại Việt Nam, với nhiều hãng nỗi tiếng khác nhau trên thế giới như Rs Dynamics, Jasco, Edingburgh, …. Nếu bạn đang có nhu cầu về các dòng Máy quang phổ Raman, Kính hiển vi Raman hoặc thiết bị phòng thí nghiệm khác hãy liên hệ với H2TECH để được hỗ trợ cung cấp các thiết bị với mức giá hợp lý nhất.
CÔNG TY CP THIẾT BỊ KHOA HỌC H2TECH
Chuyên cung cấp các thiết bị phòng thí nghiệm – Thiết kế phòng lab
Chúng tôi hợp tác lâu dài dựa trên uy tín, chất lượng và hỗ trợ cho khách hàng một cách tốt nhất
Hotline: 0974.567.006
028.2228.3019
Email: thietbi@h2tech.com.vn
Website: https://h2tech.com.vn
https://thietbihoasinh.vn
https://thietbikhoahoch2tech.com