O espectrómetro FTIR, também chamado de espectrómetro de transformação de Fourier em infravermelho, é um instrumento analítico avançado baseado no princípio de interferência que usa a transformação matemática de Fourier para converter o sinal de interferograma original em espectro infravermelho. É amplamente utilizado em áreas como química, ciência de materiais, biomédica, monitoramento ambiental, indústria alimentar e farmacêutica e é uma ferramenta importante para análise estrutural de substâncias e identificação de ingredientes.
O espectrómetro FTIR, também chamado de espectrómetro de transformação de Fourier em infravermelho, é um instrumento analítico avançado baseado no princípio de interferência que usa a transformação matemática de Fourier para converter o sinal de interferograma original em espectro infravermelho. É amplamente utilizado em áreas como química, ciência de materiais, biomédica, monitoramento ambiental, indústria alimentar e farmacêutica e é uma ferramenta importante para análise estrutural de substâncias e identificação de ingredientes.
O princípio central do FTIR é o interferômetro Michelson. O interior do instrumento contém um divisor, um espelho fixo e um espelho móvel. Quando a luz emitida pela fonte de luz infravermelha atinge o divisor, o feixe é dividido em dois caminhos: um para o espelho fixo e o outro para o espelho dinâmico. Os dois feixes de luz se convergem novamente após a reflexão, gerando um fenômeno de interferência, formando um sinal de interferograma de mudança de posição do espelho móvel (ou seja, interferograma). O sinal contém informações de todas as frequências infravermelhas. Quando a amostra é colocada no caminho óptico, suas moléculas absorvem luz infravermelha em comprimentos de onda específicos, deixando informações características no interferograma. Os computadores usam a transformação de Fourier para converter um interferograma complexo do domínio temporal em um espectro de absorção infravermelha do domínio de frequência, ou seja, um espectro em que a transmissibilidade ou a absorção de luz comum varia com o número de ondas (cm-1).
O FTIR apresenta várias vantagens significativas em comparação com os espectrômetros infravermelhos de dispersão tradicionais. A primeira é a alta relação sinal-ruído (vantagem de Fellgett), que melhora significativamente a relação sinal-ruído, uma vez que capta informações de todas as frequências simultaneamente, com alta eficiência de medição. Em segundo lugar, a alta resolução e a ampla gama espectral permitem distinguir com precisão picos de absorção vizinhos, adequados para a análise de misturas complexas. O terceiro é a alta precisão do número de ondas (vantagem de Connes), graças ao controle preciso do interferômetro a laser, boa repetibilidade do número de ondas e fácil comparação de banco de dados. Além disso, a resposta FTIR é rápida e adequada para monitoramento em tempo real e pesquisas dinâmicas.
O FTIR pode ser equipado com vários acessórios de amostragem para adaptar-se a diferentes tipos de amostras. Comuns incluem:
Método de transmissão: aplicável a amostras sólidas líquidas, finas ou KBr;
Reflexão total de decadimento (ATR): sem pré-tratamento complexo, pode ser testado diretamente em sólidos, géis ou líquidos viscosos, é o método de amostragem atualmente comumente usado;
Reflexão difusa (DRIFT): para amostras de pó ou superfície rugosa;
Piscina de gás: para analisar a composição do gás.
Na aplicação, o FTIR pode ser usado para a identificação de grupos funcionais, análise de estruturas moleculares, análise de componentes desconhecidos, monitoramento de processos de reação, estudos de envelhecimento de materiais e muito mais. Por exemplo, no estudo de polímeros, o tipo de polímero pode ser julgado por picos de características; na área farmacêutica, para autenticação e controle de qualidade de matérias-primas farmacêuticas; Em ciências ambientais, detectar poluentes atmosféricos ou substâncias orgânicas em corpos de água.
Em suma, o espectrómetro FTIR, com sua alta sensibilidade, alta resolução, análise rápida e versatilidade, tornou-se um equipamento analítico indispensável para laboratórios modernos. À medida que a tecnologia avança, a miniaturização, a inteligência e o desenvolvimento de tecnologias combinadas, como a análise térmica ou a cromatografia a gás, ampliarão ainda mais suas perspectivas de aplicação.