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非接触式亚微米O-PTIR光谱成像技术研究高内相乳液聚合演变过程


在高内相乳液(HIPE)中,初始离散单元在聚合过程中或之后转变成由窗口高度互联聚合体的时间和方式,一直是一个有争议的问题。2D O-PTIR(optical photothermal infrared)新表面成像技术为探索这个polyHIPE的窗口形成机理提供了机会,只要检测目标区域的大小相对于分辨率来说足够大。2D PTIR技术基于以下工作原理:一束红外激光聚焦在样品表面;被吸收的红外光使样品升温,诱导光热响应;这种本征的光热响应被一束可见光所检测;因此可与FTIR透射模式质量相媲美的图谱被使用反射模式所得到。该技术有四大优势:使用可见光为检测光,可以将分辨率提高到 ~ 500 nm;非接触式的光学显微镜;分辨率不依赖于红外光波长;不会产生弥散的伪影。同济大学万德成教授课题组与Photothermal Spectroscopy Corp公司合作,利用光学光热红外技术(O-PTIR)技术及新一代的非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统mIRage(图1)对polyHIPE的聚合体进行了红外光谱和成像分析,探究其演变过程及形成机理。

图1. A) 3% 表面活性剂用量诱导的polyHIPE选取区域的光学照片, B) 相应的mIRage 2D O-PTIR图像。C) 插图为典型的选定区域附近的局部表面形貌(通过SEM),D) 插图为立方状样品的光学照片(≈5×5×5 cm3)。(B)图条件:红色代表强烈的反应,绿色代表几乎没有反应,而黄色代表对1492 cm-1处的激光束的中等反应。


图2. 在1600 (绿色)和1492 cm -1(红色)激光束照射下的多聚体表面的mIRage 2D O-PTIR图像。B) 一系列的FTIR光谱提取采样点(箭头尾)。每个采样点的高度比为1600/1492 cm-1,如(C)所示,相邻的采样点为250 nm





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