Mapping Measurement of Paints and Pigments with Thermoelectrically Cooled MCT Detector

Význam tématu

Infrared microscopy mapping measurement nabízí netoxickou alternativu k tradičním metodám vyžadujícím kapalný dusík a umožňuje detailní vizualizaci chemického složení vícevrtvých vzorků. Metoda má klíčové uplatnění ve forenzní analýze automobilových nátěrů, při studiu historických uměleckých děl a v průmyslové kvalitativní kontrole.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřuje na ověření schopností inframikroskopického systému vybaveného termoelektricky chlazeným MCT detektorem pro mapování a chemickou charakterizaci vícevrstvých automobilových nátěrů a směsí organických pigmentů bez použití kapalného dusíku.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky automobilového nárazníku byly nařezány elektrickou pilou a mikrotemperovány na tloušťku 5 µm. Následně byla provedena transmisní měření mapovací funkcí s krokem 3 µm (pro nátěry) a reflektivní měření směsí pigmentů s krokem 50 µm.

• Fourier Transform Infrared Spectrophotometer IRTracer-100
• Infrared Microscope AIMsight
• Termoelektricky chlazený MCT detektor
• T2SL detektor (s dusíkovým chlazením pro vyšší rozlišení)
• Mikrotom HistoCore AUTOCUT R (Leica Biosystems)

Hlavní výsledky a diskuse

Mapování automobilových nátěrů odhalilo tři vrstvy (čirý nátěr, barevný nátěr, podklad) o tloušťce 20–30 µm tvořené akrylátovou pryskyřicí smíchanou s polyuretanem a ABS. Substrát byl identifikován jako polypropylen s talkem. U směsi organických pigmentů umožnila metoda rozlišit a vizualizovat distribuci pigmentů A a B na základě jejich odlišných pásů ve střední infračervené oblasti.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda zjednodušuje analýzu díky eliminaci kapalného dusíku, snižuje provozní rizika a umožňuje přesné znázornění rozložení chemických složek. V praxi nachází uplatnění při forenzních vyšetřeních, konzervaci kulturních artefaktů a QA/QC v průmyslové výrobě.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření využití pokročilých detektorů s vyšším rozlišením, zrychlených mapovacích systémů, nasazení multivariačních analýz a umělé inteligence pro automatickou interpretaci spekter a kombinaci infračervené a Ramanovy mikroskopie pro komplexní charakterizaci vzorků.

Závěr

Systém IRTracer-100 s termoelektricky chlazeným MCT detektorem prokázal schopnost širokého mapování s vysokou citlivostí bez potřeby kapalného dusíku. Pro aplikace vyžadující menší aperturu nebo rychlejší měření je výhodné využít T2SL detektor s dusíkovým chlazením.

Reference

• Shimadzu Corporation. Sensitivity Evaluation and Example Analysis of Microscopic Targets with Thermoelectrically Cooled MCT Detector, Application News No. 01-00826, Jan. 2025.