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FTIR
고분자 IR 투과 측정을 고려해야 하는 3가지 이유 (3 Reasons in favor of IR Transmission Measurements of Polymers)
[오늘의 핵심 미리보기]
Q. 고체 고분자 시료를 분석할 때 ATR 대신 IR 투과 측정을 고려해야 하는 이유는 무엇일까요?
A.시료 내부를 더 깊이 분석할 수 있고, 더 높은 감도를 얻을 수 있으며,
ATR로 측정하기 어려운 형태의 시료도 분석할 수 있기 때문입니다.
FT-IR을 이용하여 고체 고분자 시료를 분석할 때
가장 흔하게 사용하는 방법 중 하나가 ATR측정입니다.
ATR은 별도의 복잡한 시료 전처리 없이 고체 시료를 크리스탈에 접촉시켜
빠르게 측정할 수 있다는 장점이 있습니다.
하지만 모든 고분자 시료에 ATR이 가장 적합한 것은 아닙니다.
고체 고분자 시료를 분석할 때 ATR보다
IR 투과 측정(Transmission Measurement)을 고려할 수 있는 세 가지 이유를 소개합니다.
1.시료의 더 깊은 부분을 분석할 수 있습니다
ATR 측정에서는 적외선이 시료 표면에서 반사되면서
시료 내부로 수 µm 이하의 매우 얕은 깊이까지 침투합니다.
즉, ATR은 기본적으로 시료의 표면 영역을 분석하는 방법입니다.
따라서 시료의 표면뿐만 아니라 시료 내부를 더 깊이 분석하고 싶은 경우에는
투과 측정이 유용할 수 있습니다.
특히 고분자 시료의 내부 성분을 확인해야 하는 경우라면,
ATR과 투과 측정의 차이를 고려하여 적절한 측정 방식을 선택할 필요가 있습니다.
2. 더 높은 감도를 얻을 수 있습니다
두 번째 이유는 감도(Sensitivity)입니다.
ATR에서는 적외선이 시료에 침투하는 깊이가 얕기 때문에
유효 광로 길이(Effective Path Length) 역시 상대적으로 짧습니다.
ATR과 투과 측정의 스펙트럼을 비교해 보겠습니다.
검은색 스펙트럼은 고정각 ATR(Fixed Angle ATR)로 측정한 결과입니다.
고분자가 무엇인지는 확인할 수 있지만,
유효 광로 길이가 짧아 첨가제(Additives)의 신호는 확인하기 어려운 모습을 보여줍니다.
반면 빨간색과 파란색 스펙트럼은 투과 방식으로 측정한 결과입니다.
투과 측정에서는 보다 많은 첨가제의 신호가 나타나며,
상대적으로 더 높은 감도를 확인할 수 있습니다.
따라서 고분자 자체의 확인뿐만 아니라 미량의 첨가제나 다양한 성분의 확인이 필요한 경우
투과 측정을 고려할 수 있습니다.
3. ATR로 측정하기 어려운 형태의 시료가 있습니다
세 번째 이유는 시료의 형태입니다.
ATR 측정을 위해서는 시료가 ATR 크리스탈과 적절하게 접촉할 수 있어야 합니다.
하지만 시료의 크기나 형태에 따라
클램프와 크리스탈 사이에 시료를 넣을 수 없는 경우가 있습니다.
이처럼 물리적으로 ATR에 시료를 장착하기 어려운 경우에는
IR 투과 측정을 대안으로 고려할 수 있습니다.
시료를 투과 측정에 적합한 형태로 준비할 수 있다면,
ATR로 측정하기 어려운 시료도 FT-IR 분석이 가능합니다.
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