Aplicaciones de la espectroscopía Raman
Exploraremos algunos de los usos de la espectroscopía Raman que hacen que esta técnica destaque.
¿Por qué utilizar la espectroscopía Raman?
La espectroscopía Raman es como otras técnicas de análisis químico en el sentido de que puede utilizarse para identificar, cuantificar y caracterizar una amplia gama de sustancias. Sin embargo, es más especializada que otras técnicas, ya que intervienen más consideraciones que requieren conocimientos previos. A pesar de ello, la espectroscopía Raman sigue siendo una herramienta poderosa con ventajas que otras técnicas no tienen, lo que la convierte en una herramienta muy valiosa en diversos campos de estudio.
¿Qué hace a la espectroscopía Raman tan especial?
Es una técnica sin contacto:
La espectroscopia Raman puede utilizarse para analizar cualquier material sin dañarlo.
La calidad de los datos es excelente:
Los datos Raman pueden utilizarse para evaluar una amplia gama de muestras con gran detalle.
Se requiere poca o ninguna preparación de la muestra:
La espectroscopia Raman puede analizar la mayoría de las muestras tal cual, por lo que los experimentos son fáciles de preparar.
Las mediciones pueden realizarse a través de envases transparentes:
Dado que en la espectroscopía Raman se suelen utilizar láseres visibles, las muestras pueden analizarse a través de cualquier tipo de envase transparente que pueda atravesar la luz visible, incluidas botellas de vidrio y bolsas de plástico.
Es capaz de examinar estructuras muy pequeñas:
La espectroscopía Raman puede examinar muestras de menos de 5 µm con facilidad, incluso hasta el tamaño de moléculas individuales con técnicas Raman más especializadas
Puede medir fácilmente soluciones acuosas:
Las moléculas de agua presentes en la muestra suelen interferir en el análisis químico, pero eso no es un problema con la espectroscopía Raman, que puede analizar incluso partículas flotantes en suspensiones acuosas.
Existen potentes dispositivos portátiles:
El Raman puede utilizarse sobre la marcha o sobre el terreno, sin dejar de obtener excelentes resultados de alta calidad.
Análisis espacialmente resuelto mediante microscopía e imagen:
Incluso las estructuras más pequeñas, hasta el dominio nanométrico, pueden analizarse con un microscopio Raman. Las imágenes permiten visualizar la distribución de las propiedades químicas o físicas de la muestra.
¿Para qué se puede emplear la espectroscopía Raman?
La espectroscopía Raman es ampliamente aplicable. Se utiliza para realizar controles de calidad, análisis de fallos, identificación de muestras, caracterización de materiales y, en general, para investigar propiedades físicas y químicas. La espectroscopía Raman también puede mejorarse mediante microscopía, lo que aumenta su utilidad para el análisis de las estructuras más pequeñas y de casi cualquier sustancia.
Analizando materiales de carbono
La espectroscopía Raman se ha convertido en la técnica dominante para analizar materiales que contienen carbono, como el grafeno, los diamantes CVD y los nanotubos de carbono. La espectroscopía Raman puede detectar defectos o caracterizar con precisión los materiales determinando el tipo exacto de enlace químico.
Ambos tipos de análisis desempeñan un papel vital en la investigación y el desarrollo de estos materiales para diferentes aplicaciones. Raman también puede utilizarse para determinar cuántas capas de grafeno hay presentes en una muestra o medir el diámetro de los nanotubos de carbono. Sencillamente, no hay ninguna otra técnica que pueda ofrecer al usuario tanta información sobre estos materiales como la espectroscopía Raman.
Ciencia de los materiales e investigación de nuevos materiales
Raman es una potente herramienta para el estudio de materiales, ya se trate de control de calidad, análisis de fallos o investigación. La espectroscopia Raman puede utilizarse para identificar materiales desconocidos, cuantificar las cargas y aditivos poliméricos durante el proceso de fabricación o caracterizar biomateriales para comprender mejor sus propiedades.
Raman también es una potente herramienta para estudiar la degradación de sustancias a lo largo del tiempo, como la descomposición de polímeros cuando se exponen al calor o la corrosión del cemento cuando se expone a compuestos naturales que contienen carbono. Además, como la espectroscopía Raman es excelente para examinar estructuras muy pequeñas, puede utilizarse para analizar recubrimientos finos de polímeros o la estructura cristalina de la cerámica.
Aplicación en el campo farmacéutico
La espectroscopía Raman es una gran herramienta para la industria farmacéutica en cualquier fase de la producción de medicamentos, desde el desarrollo hasta la verificación del producto final. Antes de que comience realmente la investigación para el desarrollo de un fármaco, puede utilizarse para identificar componentes en formulaciones ya existentes con fines de ingeniería inversa.
Durante el desarrollo de un fármaco, puede estudiar la estabilidad de los componentes y ayudar a aislar las moléculas deseadas en función de su estructura química. Cuando el fármaco se está produciendo, la microscopía Raman puede utilizarse para obtener imágenes de cualquier fármaco en forma sólida o líquida para garantizar que el fármaco está libre de contaminantes y se distribuye uniformemente.
Ciencias de la vida
La espectroscopía Raman permite analizar fácilmente muestras en agua, por lo que es una gran herramienta para estudiar células, proteínas y otras muestras biológicas. La microscopía Raman es excepcionalmente útil para investigar y visualizar la estructura de las células y crear mapas químicos de muestras de tejidos.
También puede utilizarse para estudiar la estructura de las proteínas y el ADN, y su implicación en diversas funciones biológicas. La espectroscopía Raman puede utilizarse incluso para detectar el cáncer observando diversas proteínas del organismo.
Ciencia forense
La espectroscopía Raman tiene algunas grandes ventajas que la convierten en una técnica útil en el campo de la medicina forense. Dado que Raman puede analizar materiales que se encuentran dentro de envases, resulta muy útil para investigar drogas falsificadas o ilícitas que se encuentren dentro de envases.
La espectroscopía Raman también puede utilizarse sobre la marcha en un dispositivo portátil, que puede emplearse para identificar pruebas en la escena de un crimen o detectar explosivos. Con un microscopio Raman se pueden encontrar y caracterizar químicamente incluso rastros de pruebas.
Tecnología sobre energía
En la investigación de materiales para nuevas tecnologías, como baterías y células solares mejoradas, el análisis químico desempeña un papel fundamental. La espectroscopía Raman es una herramienta útil para producir células solares, ya que es capaz de sondear la estructura del silicio.
El Raman también puede utilizarse para desarrollar la tecnología de las baterías y comprender los cambios químicos que se producen en su interior durante su funcionamiento. Raman destaca en este campo, ya que permite examinar fácilmente todas las partes de una batería, incluso las que se encuentran en una solución acuosa.
Conservación de arte y patrimonio cultural
Dado que la espectroscopía Raman es una técnica sin contacto que no requiere preparación de la muestra, es una herramienta valiosa para investigar piezas de arte, reliquias culturales o documentos históricos. Raman puede utilizarse para identificar qué compuestos se utilizaron para crear una obra de arte antes de su restauración, o estudiar cómo se está degradando la pieza.
También puede ayudarnos a comprender el aspecto que debió de tener una pieza cuando se fabricó, antes de estar sometida al deterioro debido al paso del tiempo. Raman también puede utilizarse para identificar los componentes de utensilios antiguos, de modo que podamos saber más sobre la cultura que los creó.
