U suvremenoj industriji sve je manje dovoljno znati samo kemijski sastav materijala. Kako bi se razumjeli uzroci kvarova, optimizirali proizvodni procesi ili razvili novi proizvodi, potrebno je poznavati strukturu, morfologiju, fazni sastav i kemijska svojstva materijala. Upravo zato vodeće tvrtke sve češće koriste kombinaciju više naprednih analitičkih metoda koje zajedno pružaju cjelovitu sliku materijala.

Jedna od najmoćnijih tehnika za istraživanje površine i mikrostrukture materijala je pretražna elektronska mikroskopija (SEM). Sustav JEOL JSM-7600F omogućuje promatranje površine materijala pri vrlo velikim povećanjima i visokoj rezoluciji, otkrivajući detalje nevidljive klasičnim optičkim mikroskopima. Pukotine, poroznost, raspored čestica, vlakana ili kristala mogu se analizirati na mikro i nanometarskoj razini.

Kada se SEM kombinira s EDS elementnom analizom, moguće je odrediti i kemijski sastav promatranih područja. Na taj način istraživači mogu utvrditi koji su elementi prisutni u pojedinoj čestici, inkluziji, korozijskom produktu ili nečistoći te identificirati potencijalne uzroke problema u proizvodnji.

No, sama elementna analiza često nije dovoljna. Zato se karakterizacija nadopunjuje spektroskopskim metodama poput FTIR, Raman i UV/VIS spektroskopije. FTIR spektroskopija omogućuje identifikaciju organskih spojeva, polimera, premaza i aditiva analizom njihovog karakterističnog infracrvenog spektra. Raman spektroskopija pruža dodatne informacije o molekulskoj strukturi, kristalnosti i kemijskim vezama, dok UV/VIS spektroskopija omogućuje analizu optičkih svojstava, apsorpcije i elektroničkih prijelaza u različitim materijalima.

Za potpuno razumijevanje materijala često je potrebno poznavati i njegovu kristalnu strukturu. Tu ključnu ulogu ima rendgenska difrakcija (XRD), koja omogućuje identifikaciju kristalnih faza, određivanje kristaliniteta, veličine kristalita i strukturnih promjena. XRD može otkriti informacije koje nisu dostupne niti jednom drugom metodom, osobito kod minerala, keramike, metala, građevinskih materijala i naprednih funkcionalnih materijala.

Prava snaga ovih metoda dolazi do izražaja kada se koriste zajedno. Primjerice, SEM može otkriti nepoznatu česticu na površini proizvoda, EDS pokazati njezin elementni sastav, FTIR ili Raman identificirati kemijsku prirodu spoja, a XRD potvrditi kristalnu fazu materijala. Takav integrirani pristup omogućuje precizno rješavanje problema koji bi pojedinačnim metodama ostali nerazjašnjeni.

Industrije koje najviše koriste ovakve napredne pristupe uključuju proizvodnju polimera i kompozita, farmaceutsku industriju, energetiku, metalurgiju, građevinske materijale, prehrambenu industriju, zaštitu okoliša i razvoj nanomaterijala. Rezultat su brže otkrivanje uzroka problema, učinkovitija kontrola kvalitete, smanjenje troškova razvoja i povećanje konkurentnosti proizvoda.

Na Kemijsko-tehnološkom fakultetu Sveučilišta u Splitu dostupna je suvremena istraživačka infrastruktura koja omogućuje upravo ovakav multidisciplinarni pristup karakterizaciji materijala. Kombinacijom elektronske mikroskopije, spektroskopskih tehnika i rendgenske difrakcije gospodarstvu se pruža mogućnost dobivanja odgovora na složena pitanja o materijalima – od njihove površine i kemijskog sastava do unutarnje kristalne strukture.

Jer kada se različite analitičke tehnike povežu u jednu cjelinu, materijal prestaje biti samo uzorak i postaje izvor informacija koje vode prema inovacijama, kvalitetnijim proizvodima i uspješnijem poslovanju.