การสร้างภาพเคมี การแก้ปัญหา อุตสาหกรรม

การกำหนดลักษณะเฉพาะของวัสดุเป็นแนวทางสนับสนุนการผลิตแบบไฮเทคมานานแล้ว ความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของเทคโนโลยี เช่น อุปกรณ์ยาและระบบอิเล็กทรอนิกส์ ประกอบกับความท้าทายด้านวิศวกรรมที่เกิดขึ้นจากภูมิทัศน์เชิงพาณิชย์ที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา มักต้องการเทคนิคและวิธีการกำหนดลักษณะขั้นสูง ลักษณะของความท้าทายทางอุตสาหกรรมเหล่านี้มีความหลากหลายอย่างไม่น่าเชื่อ 

แต่เทคนิค

เฉพาะที่เราใช้ ซึ่งเรียกว่าสเปกโตรเมตรีไอออนมวลทุติยภูมิ (ToF-SIMS) ตามเวลาที่บินได้ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าปรับใช้ได้อย่างน่าทึ่งในการตรวจสอบคำถามที่หลากหลาย ตั้งแต่การระบุสารปนเปื้อนไปจนถึง การทำแผนที่การซึมผ่านผิวหนังของเครื่องสำอางและยา เทคนิค เป็นเทคนิคการวิเคราะห์พื้นผิว

ที่มีความละเอียดอ่อนซึ่งให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับสารเคมีที่มีอยู่ในตัวอย่างไม่กี่นาโนเมตรบน (มักเรียกว่า SIMS แบบคงที่) ในเทคนิคนี้ ลำแสงไอออนบวกพลังงานสูง (ปกติสูงถึง 30 keV) จะถูกส่งตรงไปที่พื้นผิวของตัวอย่าง ซึ่งจะเป็นการปลดปล่อยไอออนทุติยภูมิ จากนั้น ไอออนเหล่านี้จะถูกเร่งเข้า

สู่เครื่องวิเคราะห์เวลาบิน และแยกตามมวลของไอออน ทำให้เกิดสเปกตรัมที่ระบุองค์ประกอบทางเคมีของตัวอย่าง สามารถใช้ ToF-SIMS เพื่อทำสเปกโตรเมตรีพื้นผิวได้ แต่ยังสามารถใช้เพื่อสร้างภาพเคมีของตัวอย่างทั้งหมด ซึ่งแต่ละพิกเซลประกอบด้วยสเปกตรัมมวลทั้งหมดของสารเคมี ณ ตำแหน่งนั้น 

ข้อมูลนี้เรียกว่าข้อมูลไฮเปอร์สเปกตรัม และสามารถรับได้โดยการแรสเตอร์ลำแสงไอออนปฐมภูมิบนพื้นผิวตัวอย่าง ตัวอย่างยังสามารถถูกซักถามในรูปแบบ 3 มิติ (เรียกว่าการทำโปรไฟล์เชิงลึกหรือ SIMS แบบไดนามิก) โดยใช้ลำแสงไอออนกัดที่สามารถสปัตเตอร์เลเยอร์ของวัสดุได้ ขึ้นอยู่กับประเภท

ของการกำหนดค่าเครื่องมือ ทั้งวัสดุที่สปัตเตอร์หรือวัสดุที่สัมผัสด้านล่างนั้นพร้อมสำหรับการวิเคราะห์ เทคนิคนี้สามารถให้ข้อมูลทางเคมีที่มีความเฉพาะเจาะจงสูง รวมถึงข้อมูลระดับโมเลกุล และช่วยให้นักวิจัยสามารถตรวจหาสปีชีส์จำนวนมากได้ในคราวเดียว ซึ่งเป็นความสามารถที่เรียกว่าการตรวจจับ

แบบคู่ขนาน

9  มิลลิบาร์และทำหน้าที่เป็นเครื่องมือระบุลักษณะเฉพาะของวัสดุสำหรับนักวิทยาศาสตร์ในหลายสาขาวิชา โดยมีการใช้งานที่หลากหลายในสาขาฟิสิกส์ เคมี วิศวกรรม วิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต เภสัชศาสตร์ และอื่นๆในการประยุกต์ใช้ SIMS แบบคงที่ตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1960 เทคนิคนี้ใช้สปีชีส์

ของไอออนเชิงเดี่ยว เช่น Ar +และ Cs +เป็นลำแสงไอออนหลัก สิ่งนี้มีแนวโน้มที่จะส่งเสริมการแตกตัวของโมเลกุลบนพื้นผิวตัวอย่าง ทำให้ตีความผลลัพธ์ได้ยากขึ้น ถึงกระนั้นก็ตาม เครื่องมือ ToF-SIMS รุ่นแรก ๆ เหล่านี้ยังมีบทบาทสำคัญในหลาย ๆ ด้าน โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ 

ลำแสงไอออนเชิงเดี่ยวยังคงมีค่าอยู่ในปัจจุบัน (เช่น ในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีแบตเตอรี่) แต่ลักษณะการแตกตัวสูงของไอออนทุติยภูมิที่เกิดขึ้นทำให้ไม่เหมาะสำหรับการวิเคราะห์ตัวอย่างสารอินทรีย์ สำหรับการวัดประเภทนี้ จำเป็นต้องมีไอออนที่มีมวลสูงกว่า ซึ่งเป็นโมเลกุลไอออนิกในอุดมคติ 

และคานของกระจุกทองและบิสมัท (โดยทั่วไปคือ 25 keV Au 3 +และ Bi 3 +) ถูกนำมาใช้เป็นประจำเพื่อลดระดับการแตกตัวของไอออนทุติยภูมิ และทำให้สามารถปลดปล่อยไอออนโมเลกุลอินทรีย์ออกจากพื้นผิวตัวอย่างได้ ในทำนองเดียวกัน ลำแสงแกะสลักที่ประกอบด้วยไอออนเชิงเดี่ยวนั้น

มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการทำโปรไฟล์เชิงลึกของวัสดุอนินทรีย์ แต่สำหรับวัสดุอินทรีย์ การพัฒนาล่าสุดของลำแสงไอออนของคลัสเตอร์ก๊าซได้เปลี่ยนเกม ทำให้ ToF-SIMS สามารถสอบสวนวัสดุประเภทใหม่ได้ .ความก้าวหน้าเหล่านี้ได้ขยายขอบเขตการใช้งานของเทคนิค และโน้มน้าว

ให้นักวิทยาศาสตร์ในภาคอุตสาหกรรมต่างๆ ใช้ประโยชน์จากความสามารถของตน เป็นเวลากว่า 17 ปีที่นักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัยนอตติงแฮมในสหราชอาณาจักรใช้เครื่องมือนี้ร่วมกับนักวิทยาศาสตร์ในอุตสาหกรรมเพื่อตรวจสอบความท้าทายทางเทคนิคในภาคเภสัชกรรม การบินและอวกาศ 

เครื่องสำอาง 

ปิโตรเคมี และการผลิตสารเติมแต่ง (ชื่อนี้เป็นเพียงบางส่วนเท่านั้น) กรณีศึกษาบางส่วนแสดงให้เห็นทั้งความกว้างของงานนี้และความเก่งกาจของเทคนิค การระบุสารปนเปื้อนในสิ่งทอในการผลิตสิ่งทอขนาดใหญ่ การปนเปื้อนระหว่างการผลิตอาจทำให้ความสวยงามของวัสดุลดลงอย่างมาก 

ทำให้ต้องหยุดกระบวนการและต้องทิ้งวัสดุเอง อาจมีราคาแพงมาก ที่นอตติงแฮม เราดำเนินโครงการร่วมกับผู้ผลิตสิ่งทอท้องถิ่น เพื่อช่วยให้พนักงานเข้าใจธรรมชาติทางเคมีของคราบสกปรกที่ปรากฏขึ้นเป็นพักๆ บนวัสดุระหว่างการผลิต คราบสกปรกเหล่านี้มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า และเนื่องจากพวกมัน

ฝังตัวอยู่ในการทอของผ้า จึงไม่ง่ายที่จะขจัดออก ขนาดที่เล็กซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 200–300 µm ยังทำให้เป็นตัวเลือกที่ไม่ดีสำหรับวิธีทดสอบการวิเคราะห์วัสดุทั่วไป อย่างไรก็ตาม พวกมันอยู่ในขนาดที่คล้อยตามการวิเคราะห์  ทีมงานที่โรงงาน ของน็อตติงแฮมเริ่มต้นด้วยการวิเคราะห์ไลบรารี

อ้างอิงของวัสดุประมาณ 50 รายการที่ใช้ในกระบวนการผลิตเฉพาะนี้ ต่อไป เราเปรียบเทียบผลลัพธ์เหล่านี้กับสเปกตรัมที่ถ่ายจากตัวอย่างเงินฝาก การวิเคราะห์ข้อมูลสารปนเปื้อนแสดงให้เห็นชุดของไอออน รวมทั้งโมเลกุลไอออน ซึ่งสอดคล้องกับองค์ประกอบทางเคมีของสารทำให้แห้งเฉพาะที่ใช้ในโรงงาน

ข้อมูลนี้ถูกส่งต่อไปยังผู้ที่รับผิดชอบกระบวนการผลิต โดยมีข้อเสนอแนะว่าสารทำให้แห้งนี้ไม่ได้ถูกชะล้างออกจากผลิตภัณฑ์จนหมดก่อนขั้นตอนต่อไปของการผลิต มีการสันนิษฐานว่าสารนี้จะก่อตัวขึ้นภายในท่ออากาศในโรงงานผลิต เพื่อให้ปริมาณเล็กน้อยถูกพัดเข้าสู่ผลิตภัณฑ์ในระหว่างการผลิต

เป็นครั้งคราว หลังจากที่กิลฟอร์ดใช้กระบวนการล้างที่เข้มงวดมากขึ้น 

credit: coachwebsitelogin.com assistancedogsamerica.com blogsbymandy.com blogsdeescalada.com montblanc–pens.com getthehellawayfromsalliemae.com phtwitter.com shoporsellgold.com unastanzatuttaperte.com servingversusselling.com