Rozvoj přístrojové techniky v oblasti instrumentální chemické analýzy stavebních materiálů - Ramanův spektrometr

Fond rozvoje vysokých škol 2009

Číslo projektu: 1846/2009
Tem. okruh a specifikace:A/a
Název projektu: Rozvoj přístrojové techniky v oblasti instrumentální chemické analýzy stavebních materiálů - Fond rozvoje vysokých škol 2009
Doba řešení: 1.1.2009 – 31.12.2009
Hlavní řešitel: Doc. Ing. Tomáš Klečka, CSc. (klecka@vc.cvut.cz)
Pracoviště: ČVUT v Praze, Kloknerův ústav,
Adresa: Šolínova 7, Praha 6

Cíl:

Cílem řešení projektu “Rozvoj přístrojové techniky v oblasti instrumentální chemické analýzy stavebních materiálů“ je pořízení mobilního Ramanova spektrometru a tím rozšíření instrumentálních možností laboratoře Kloknerova ústavu pro praktickou, laboratorní výuku v oblasti stavebních materiálů. Dílčím cílem projektu je zprovoznění přístroje a jeho připravení pro použití ve výuce a vytvoření výukových materiálů, jako jsou metodické pokyny (návody pro obsluhu) pro použití tohoto zařízení při výuce.

Charakteristika pořízeného zařízení:

Mobilní Ramanův spektrometr Ahura First Defender umožňuje identifikaci organických, ale i anorganických látek. Spektrometr umožňuje analýzu odebraných vzorků (kapaliny, prášky, pevné vzorky) ve vialkách (má prostor pro vkládání vialek) nebo i přímou bezdotykovou analýzu volně rozlitých, vysypaných vzorků, případně i analýzu přes některé druhy obalů (sklo, plasty transparentní pro záření, atd.). Spektrometr měří emisní rozptylová spektra v blízké infračervené oblasti a v části viditelné oblasti (spektra Ramanova rozptylu) – tato rozptylová spektra mají bohatou strukturu, která odpovídá charakteristickým vibracím molekul a vazeb v molekulách. Spektrometr automaticky porovnává získané emisní spektrum se spektry uloženými v databázi přístroje a automaticky identifikuje nalezenou látku. Oproti běžně používaným algoritmům v IČ spektrometrii tento systém ale umí také detekovat směsi látek (až do pěti komponent). Spektrometr je konstruován jako bezúdržbový přístroj s velmi jednoduchou obsluhou a velkou robustností, primárně je konstruován pro použití v terénu, je ho ale možné použít také jako standardní laboratorní přístroj. Doba analýzy se pohybuje od 1 minuty (měření látek s dostatečnou emisí po jejich odběru, analýza jednotlivých látek) až po několik minut (analýza směsí látek – při 7800 látkách v databází představuje sestavení směsného spektra identifikované směsi o 5 položkách několik trilionů kombinací, analýza přes obaly, atd.).

Mobilní Ramanův spektrometr Ahura First Defender, plastová krabička s vialkami

Výsledky řešení:

1. Byl zakoupen mobilní Ramanův spektrometr Ahura First Defender, který umožňuje identifikaci organických, ale i anorganických látek ve stavebních hmotách. Přístroj se vyznačuje velmi vysokou odolností, snadným zacházením a vysokou bezpečností práce. Mobilní Ramanův spektrometr je využitelný jak v laboratořích tak v terénu in-situ. Tyto vlastnosti tohoto přístroje předurčují jeho zařazení do programu výuky studentů a doktorandů KÚ ČVUT a FSv ČVUT. Studenti budou rovněž seznamováni s možností využití tohoto přístroje v rámci doktorandských prací a při řešení výzkumných projektů.

2. Pro potřeby studentů, pro jejich praktická cvičení nebo pro samostatnou práci doktorandů, byly zpracovány příručka a návody na cvičení (metodické pokyny) pro použití daného zařízení.
[1] Dobiáš, D., Klečka T.: Mobilní Ramanův spektrometr Ahura First Defender. Příručka. KÚ ČVUT, 2009.
[2] Dobiáš, D., Klečka T.: Mobilní Ramanův spektrometr Ahura First Defender. Návody na cvičení. KÚ ČVUT, 2009.

Upozornění: Tyto materiály jsou určeny výhradně pro potřebu studentů ČVUT v rámci výuky. Bez písemného souhlasu autorů nesmí být kopírovány, rozmnožovány a vydávány v elektronické, tištěné nebo jiné formě.