為什么用拉曼顯微鏡分析非織造纖維？

為什么用拉曼顯微鏡分析非織造纖維？

無紡布是由纖維交織而成的織物片材，無需編織或針織。無紡布最大的特點是多種纖維可以很容易的結合，所以可以根據使用目的自由設計功能和形狀。廣泛應用于服裝、內飾、汽車、能源、航空航天等領域。

無紡布的制造方法有多種，已知的方法包括機械纏結纖維、通過噴射高壓水射流纏結纖維、以及熱封和成型。用于熱封的纖維具有芯鞘結構（皮芯結構），其中芯和鞘使用不同的樹脂，就像鉛筆一樣。它依賴很大。因此，需要一種詳細觀察光纖內部成分分布的方法。

使用廣泛用于識別樹脂成分的紅外光譜進行繪圖無法無損測量樹脂內部。因此，通常需要制備橫截面或使用樹脂包埋制備高精度的橫截面樣品。另一方面，激光拉曼顯微鏡使用僅在聚焦深度位置檢測信號的共焦光學系統，通過照明，可以無損地獲得樣品內部的光譜。利用該特征，通過對復合樹脂進行深度方向的拉曼成像，可以非破壞性地觀察樹脂內部的成分分布。

拉曼成像觀察到的核殼結構

下圖是芯鞘型光纖在深度方向的拉曼成像結果，其中單根光纖具有由芯部和鞘部組成的雙層結構。

纖維斷層形狀為圓形，皮芯拉曼光譜表明芯為PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯），皮為PE（聚乙烯）。我們還發現，核心部分含有銳鈦礦型 TiO2（氧化鈦）作為白色顏料。在上述顯微紅外分析中，即使使用在平面方向上具有高空間分辨率的ATR方法，也無法創建捕捉到幾μm數量級的精細成分分布的詳細圖像。 . 此外，當試圖使用顯微紅外光譜檢測這種 TiO2 時，標準 MCT 檢測器（HgCdTe 檢測器）在低波數側的靈敏度較低，因此可能無法確認 TiO2 *的峰。我有。拉曼光譜的優點之一是能夠識別在低波數側具有峰的物質，例如金屬氧化物。

芯鞘光纖的 3D 拉曼成像

Nanophoton 的激光拉曼顯微鏡 RAMANtouch/RAMANforce 具有 3D(XYZ) 拉曼成像功能。此功能在改變焦平面高度的同時獲取多個 XY 拉曼圖像，將它們重建為 3D 數據并顯示它們。前面提到的芯鞘光纖結構的 3D 拉曼成像測量結果如下所示。