طیف سنجی (اسپکتروسکوپی) رامان
اصل موضوع پدیده پراکندگی ناکشسان نور اولین بار در سال ۱۹۲۳ توسط اسمکال مطرح شد. همچنین بعد از اسمکال، محققین دیگری همچون کرامرز ، هایزنبرگ ، شرودینگر و دیراک با به کارگیری مکانیک کوانتومی برای مولکولها، پدیده پراکندگی رامان را پیش بینی کردند.
اولین مشاهدات تجربی در سال ۱۹۲۸ توسط رامان و کریشنان صورت گرفت. مدت کوتاهی بعد از انتشار گزارش رامان و کریشنان، در همان سال یک گزارش از پراکندگی نور با تغییر بسامد در کوارتز بوسیله دو دانشمند روسی، لندسبرگ و مندلستم منتشر شد و در فرانسه، مشاهدات رامان و کریشنان بوسیله کابانس و رکارد تأیید شد. دانشمندان علوم شیمی و فیزیک خیلی سریع به قابلیت اثر رامان پی بردند، به گونه ای که در پایان سال ۱۹۲۸ نزدیک به ۷۰ مقاله در ارتباط با اثر رامان منتشر گردید.
اوایل سال ۱۹۶۱ تأونز به قابلیت لیزر به عنوان یک چشمه برانگیختگی مفید برای استفاده در طیف سنجی رامان پی برد. سال ۱۹۶۲ پورتو و وود لیزر تپی رابی را برای ثبت طیف رامان مایعات به کار بردند. پدیده پراکندگی رامان القایی برای اولین بار توسط وودبری و ان جی در سال ۱۹۶۲ مشاهده گردید و سپس در همان سال توسط اکهاردت و همکارانش توصیف شد.
روش تبدیل فوریه رامان اولین بار در سال ۱۹۶۴ توسط چانتری و گبی پیشنهاد داده شد، اما به علت فقدان فناوری لازم در آن زمان، استفاده از این روش بیشتر از ۲۰سال بعد عملی شد.
پراکندگی همدوس پاداستوکس رامانی CARS بواسطه مطالعه پدیده ی غیرخطی در ساختارهای بلوری، توسط مارک و ترهون در سال ۱۹۶۵ میلادی معرفی شد. با پیشرفت و گسترش فناوری لیزرهای تپی توان بالای رزینه ای در سال ۱۹۷۰ میلادی، قابلیت CARS به عنوان یک روش غیرمخرب و درجا برای اندازه‌گیری غلظت گونه های مختلف و دما در شعله و فرآیند های احتراقی آشکار گردید. در طول سالهای ۱۹۷۰ تا ۱۹۸۰ طیف سنجی های رامان غیرخطی که به قطبش القا شده بوسیله برهمکنش های مرتبه دو و مرتبه های بالاتر بستگی دارند، توسعه یافتند. طیف SERS ناشی از تک لایه پیریدین جذب شده روی سطح نقره، توسط فلیشمن و همکارانش در سال ۱۹۷۴ بدست آمد.
در سال ۱۹۸۴ برای اولین بار وبر و همکارانش در رصد خانه کیت ، ثبت طیف رامان گازها را با استفاده از روش تبدیل فوریه رامان FT-Raman، با به کار گیری لیزر آرگون و تداخل سنج گزارش کردند.
مزایا ی طیف سنجی رامان
غیر مخرب بودن، عدم نیاز به آماده‌سازی نمونه، حجم کم نمونه مورد نیاز برای واکافت و قابلیت مطالعه نمونه در هر یک از حالت های فیزیکی جامد، مایع، گاز و محلول های مختلف، از مهمترین مزیت‌های طیف سنجی رامان به شمار می رود.
طیف سنجی رامان مزایای زیادی در مقایسه با طیف سنجی های مولکولی دیگر داراست. از جمله این مزایا می توان به موارد زیر اشاره کرد :
– چون آب یک پراکننده ضعیف رامان است، طیف رامان نمونه های درون محلولهای آبی، را می توان بدون تداخل با ارتعاشات ناشی از آب بدست آورد. بنابراین طیف سنجی رامان برای مطالعه ترکیب های زیستی درون محلولهای آبی بسیار مناسب است. در مقابل طیف سنجی مادون قرمز به علت درآشامی قوی آب، روش مناسبی برای مطالعه محلولهای آبی نیست.
– طیف رامان ترکیب های نم گیر و یا حساس به هوا را می توان با قرار دادن نمونه ها در لوله شیشه ای سربسته ثبت کرد، در حالی که در طیف سنجی مادون قرمز این کار به علت درآشامی تابش مادون قرمز توسط لوله شیشه ای ممکن نیست.
– در طیف سنجی رامان محدوده عدد موجی cm-14000-50 را می توان در یک مرحله ثبت طیف پوشش داد. در مقابل، در طیف سنجی مادون قرمز برای پوشش محدوده عددموجی مذکور باید توری‌ها، پالایه ها و آشکارسازها تغییر کنند.
– مولکولهای دو اتمی هم هسته (مانند H2 و O2) به علت نداشتن ممان دو قطبی هیچگونه طیف ریزموج یا طیف مادون قرمز به دست نمی دهند، در صورتی که طیف چرخشی آنها را می توان تهیه کرد. بنابراین، ملاحظه می شود که طیف سنجی رامان در خصوص ساختار مولکول اطلاعاتی فراهم می کند که از روش های پیشین قابل تهیه نیست. از این رو طیف سنجی رامان روشی مکمل مطالعات طیف سنجی ریزموج و مادون قرمز به شمار می‌آید.
