تُحدث مطيافية الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) ثورة في تحليل المواد عن طريق استخلاص البيانات الحرجة دون تغيير العينات. يكمن سرها في تسخير تفاعلات الضوء-المادة عند 950–1650 نانومتر – حيث تكشف الفوتونات الأسرار الجزيئية عبر آليتين رئيسيتين:

1. فيزياء الكشف غير التدميري

وضع الانعكاس المنتشر

عندما يصطدم ضوء NIR بالعينات الصلبة/الحبيبية (مثل الحبوب)، فإنه:
▶ يخترق 1–5 مم تحت السطح
▶ ينتشر بسبب التفاعلات مع روابط C-H/O-H
▶ ينعكس حاملاً بيانات التركيب

مثال: تحليل بروتين القمح دون طحن الحبوب.

وضع النفاذية

بالنسبة للسوائل/المواد الشفافة (مثل الزيوت):
▶ يمر الضوء عبر العينة
▶ يتم امتصاص أطوال موجية محددة بواسطة الروابط الجزيئية
▶ يقيس الكاشف شدة الضوء المخففة

مثال: اختبار نقاء زيت الزيتون في ثوانٍ.

2. عبقرية مسار الضوء في IAS-5100: الإضاءة الجانبية الحاصلة على براءة اختراع

تواجه أجهزة NIR التقليدية صعوبة مع العينات غير المتجانسة. ابتكار IAS-5100 يحل هذه المشكلة:

كيفية عملها:

تقنية خلط الضوء: الضوء المنبعث من الجوانب يحيط بالجسيمات، مما يضاعف مساحة التحليل الفعالة ثلاث مرات.

لا حاجة للطحن: الحبوب الكاملة/الكريات تعطي دقة من مستوى المختبر (SEC* ≤0.2%).

التأثير العملي: يكشف عن جيوب الرطوبة المخفية في حبات الأرز التي تفوتها أنظمة الكشف من الأعلى.

3. ميكانيكا الكم لتفاعل الضوء والمادة

فك تشفير 'البصمة' الجزيئية

امتصاص الطاقة:
تفعل الفوتونات الروابط الجزيئية (C-H، O-H) إلى حالات اهتزازية أعلى.
Δ E=hν (h=ثابت بلانك، ν=تردد الضوء) Δ E =hν (h=ثابت بلانك، ν=تردد الضوء)

البصمات الطيفية:
يمتص كل رابط أطوال موجية فريدة (مثال: O-H: 1450 نانومتر، C-H: 1730 نانومتر).

تفسير الإشارة:
تتحول شدة الامتصاص المكتشفة إلى تركيزات كيميائية عبر نماذج كيميائية قياسية.

لماذا يهم عمق الاختراق

*FFA: حمض دهني حر