Beth yw Sbectrosgopeg Fflworideiddio?
Mae sbectrosgopïen fflworideiddio yn dadansoddi fflworideiddio moleciwlau yn seiliedig ar eu heiddo fflworoleuol.
Fflworideiddio yw'r lymder sy'n digwydd pan fydd moleciwl yn cael ei gyffroi gan lun i gyflwr sy'n gyffrous yn electronig er mwyn dychwelyd i'r wladwriaeth sylfaenol.
Defnyddia sbectrosgopïen fflworideiddio ffa o olau i gyffroi electronau mewn rhai moleciwlau cyfansawdd a'u hachosi i ollwng golau. Mae golau'n mynd drwy fonopolegydd ac yn mynd i mewn i synhwyrydd lle caiff ei ganfod, a ddefnyddir i fesur a nodi moleciwlau neu newidiadau mewn moleciwlau.
Cyflwyniad i Sbectrosgopeg Cyflwr Sefydlog Fflworoleuol a Phrofion Gydol Oes
Cyfeiria fflworideiddio'n fras at y ffenomenon o luminescence, y golau a gaiff ei ollwng gan moleciwlau. Mae sawl math o sglein.
Ffotoluminescence yw gollwng ffotograffau sy'n cael eu cyffroi gan ynni ysgafn neu ffotograffau.
Mae Chemiluminescence, a ddiffinnir fel y llu o ffotograffau sy'n cael eu cyffroi gan ynni cemegol, yn cynnwys biolymder, fel y gwelir mewn pryfed tân a llawer o fywyd morol.
Electroluminescence yw gollwng ffotograffau pan fydd ynni trydanol neu faes trydan cryf yn ysgogi ffotograffau, megis mewn rhai cymwysiadau goleuo.
Yn benodol, mae fflworideiddio yn fath o ffotoluminescence lle mae golau'n rhoi electronau mewn cyflwr cyffrous. Mae'r cyflwr cyffrous yn colli egni thermol i'r amgylchedd yn gyflym drwy ddirgryniad, ac yna'n gollwng ffotograffau o'r cyflwr cyffrous isaf. Mae'r broses allyriadau ffoton hon yn cystadlu â phrosesau eraill nad ydynt yn ymbelydrol, gan gynnwys trosglwyddo ynni a cholli gwres.
Pan ddefnyddir y term "fflworideiddio", mae'r un dull mesur yn berthnasol yn gyffredinol i unrhyw un o'r dosbarthiadau uchod o luminescence.
Beth yw Sbectrosgopeg Fflworideiddio?
Cyfnewid fflworideiddio a sbectol allyriadau sy'n adlewyrchu ei gilydd. Mae sbectrosgopeg fflworoleuol yn defnyddio allyriadau a chyfnewid i weld sut mae sampl yn newid.
Ffig. 1: Mae sbectrwm cyfnewid fflworoleuol (glas) a sbectrwm allyriadau (porffor) yn ddelweddau drych o'i gilydd
Sbectrosgopïen fflworideiddio'r wladwriaeth yw pan fydd fflworideiddio moleciwlau pan fydd yn cael ei gyffroi gan ffynhonnell olau gyson, a bod y ffotograffau neu'r dwysedd a gaiff eu gollwng yn cael eu canfod fel swyddogaeth o donfedd. Sbectrwm allyriadau fflworoleuol yw pan fydd y donfedd gyfnewid yn sefydlog, mae'r donfedd allyriadau yn cael ei sganio, a cheir y berthynas rhwng y dwysedd a'r donfedd allyriadau.
Y sbectrwm cyfnewid fflworoleuol yw pan fydd y donfedd allyriadau wedi'i gosod, drwy newid y donfedd monocronmataidd, gan sganio'r dwysedd ar wahanol donfeddi. Fel hyn, mae'r sbectrwm yn darparu gwybodaeth am y sampl a'r donfeddi amsugno i ddewis y donfedd allyriadau sengl orau ar gyfer canfod allyriadau. Mae'n debyg i sbectrosgopïen amsugno, ond mae'n dechneg fwy sensitif o ran terfynau canfod a phenodoldeb moleciwlaidd. Ceir sbectol yn benodol i un donfedd/rhywogaeth allyriadau, o'i gymharu â sbectol amsugno'r holl rywogaethau amsugno yn yr ateb mesur neu'r sampl. Mae sbectol allyriadau a chyfnewid fflworid penodol yn ddelweddau drych o'i gilydd. Fel arfer, mae sbectol allyriadau yn ymddangos ar donfeddi uwch (egni is) na'u cyfnewid neu sbectol amsugno
Defnyddir y ddau fath hyn o sbectol (allyriadau a chyfnewid) i arsylwi sut mae'r sampl yn newid. Gall dwysedd y sbectol a'r donfedd brig amrywio gyda newidynnau fel tymheredd, crynodiad, neu ryngweithio â moleciwlau cyfagos. Mae hyn yn cynnwys ciwio moleciwlau a moleciwlau neu ddeunyddiau sy'n gysylltiedig â throsglwyddo ynni. Mae rhai fflworideiddio yn sensitif i briodweddau'r amgylchedd toddyddion, megis pH, polaredd, a rhai crynodiadau ïonig.
Pa fathau o moleciwlau neu ddeunyddiau sy'n arddangos fflworideiddio?
Sbectol allyriadau fflworoleuol o rai fflworideiddio cyffredin. Mae fflworideiddio'n chwarae'r rhan ganolog mewn sbectrosgopïen fflworideiddio ac yn gwneud y math hwn o sbectrosgopïen yn dechneg sensitif iawn.
Ffig. 2: Sbectol allyriadau fflworoleuol rhai fflworideiddio cyffredin ar draws y sbectrwm UV a gweladwy
Daw moleciwlau a deunyddiau fflworoleuol ym mhob siâp a maint. Mae rhai yn fflworideiddio yn eu hanfod, megis cloroffyl a'r gweddillion asid amino tryptophan (Trp), ffenylalanine (Phe) a theiarsine (Tyr). Mae eraill yn syntheseidr moleciwlau fel marw neu dagiau organig sefydlog y gellir eu hychwanegu at systemau eraill nad ydynt yn fflworoleuol. Yn gyffredinol, mae gan moleciwlau fflworoleuol organig nodweddion strwythurol fel cylchoedd aromatig ac electronau π. Yn dibynnu ar eu maint a'u strwythur, mae marw organig yn gollwng golau mewn tonnau sy'n amrywio o'r uwchfioled i'r isgoch agos.
Isod mae rhai fflworid cyffredin ar hap y gellir gweld eu hallyriad yn rhychwantu'r ystod UV-Vis. Ar gyfer rhai elfennau prin o'r ddaear, megis lanthanides, oherwydd bod yr orbitau electron uwch yn cael eu llenwi, mae trosglwyddiadau electronig oherwydd trosglwyddo tâl o liganiaid metel yn digwydd rhwng 4f-5d neu hyd yn oed orbitau 4f-4f. (Bunzli, 1989) Mae llawer o moleciwlau sy'n gollwng golau o ran natur, megis rhai asidau amino, cloroffyl a colomennod naturiol. Mae eraill wedi'u cynllunio'n ofalus ar gyfer defnyddiau arbennig mewn sbectrosgopeg fflworoleuol
Enghreifftiau o foleciwlau a deunyddiau fflworoleuol:
Asidau amino (Trp, Phe, Tyr)
Deilliadau pâr sylfaenol (2-AP, 3-MI, 6-MI, 6-MAP, pyrrole-c, tC)
cloroffyl
Proteinau fflworoleuol (FPs)
Marw organig (fflworid, rhodamine, n-aminocoumarins a'u deilliadau)
Elfennau Pridd Prin (Lanthanides)
lled-ddargludyddion
dotiau cwantwm
nanotubes carbon un wal
Batri solar
Pigment, Electroplating
ffosffor
Rhagor...
Defnyddir moleciwlau a deunyddiau eraill fel proteinau fflworoleuol, lled-ddargludyddion, ffosfforws, ac elfennau prin o'r ddaear yn samplau fflworoleuol yn gyffredin. Yn aml, mae gan polymerau sy'n cynnwys hydrocarbonau aromatig neu ddieuog o danau cynhenid briodweddau fflworoleuol hefyd. Wrth gwrs, mae gwyddonwyr hefyd wedi bod yn gweithio ar greu deunyddiau newydd.
