Skip to main content

Autor Dražan Jozić na .

Više od analize: kako kombinacija SEM, EDS, FTIR, Raman, UV/VIS i XRD tehnika otkriva cjelovitu priču o materijalu

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.

  • Kreirano od .
  • Pregleda: 82

Autor Dražan Jozić na .

Kada materijal progovori: snaga spregnutog sustava TG-FTIR mikroskopije u industriji

U razvoju novih materijala, kontroli kvalitete i rješavanju proizvodnih problema često nije dovoljno znati samo od čega je materijal izrađen. Jednako je važno razumjeti kako se ponaša tijekom zagrijavanja i koje spojeve pritom oslobađa. Upravo tu svoju snagu pokazuje spregnuti sustav termogravimetrijske analize (TG), FTIR spektroskopije i infracrvene mikroskopije.

Ova napredna analitička kombinacija omogućuje praćenje promjena mase materijala tijekom zagrijavanja, identifikaciju plinova koji nastaju tijekom razgradnje te detaljnu kemijsku karakterizaciju mikroskopskih čestica i ostataka. Drugim riječima, istraživači mogu istovremeno pratiti što se događa s materijalom i zašto se to događa.

Termogravimetrijska analiza (TG) pokazuje pri kojoj temperaturi dolazi do gubitka mase, isparavanja ili razgradnje materijala. Istovremeno, FTIR spektroskopija analizira plinove koji nastaju tijekom procesa te omogućuje njihovu identifikaciju. Kada je potrebno dodatno istražiti sitne čestice, inkluzije ili ostatke nakon razgradnje, FTIR mikroskop PerkinElmer Spotlight 200 omogućuje kemijsku analizu područja veličine svega nekoliko mikrometara.

Za industriju to znači znatno brže pronalaženje uzroka problema u proizvodnji. Primjerice, moguće je utvrditi zašto dolazi do degradacije polimera tijekom prerade, identificirati nepoznata onečišćenja u sirovinama, analizirati stabilnost farmaceutskih proizvoda ili odrediti sastav složenih kompozitnih materijala.

Posebno značajnu primjenu sustav nalazi u industriji polimera i plastike, proizvodnji kompozita, farmaceutskoj industriji, energetici, građevinskim materijalima te zaštiti okoliša. Analiza emisija tijekom zagrijavanja materijala može pomoći u razvoju sigurnijih proizvoda, optimizaciji proizvodnih procesa i smanjenju troškova razvoja.

Spregnuti sustav TG-FTIR s FTIR mikroskopom PerkinElmer Spotlight 200 predstavlja primjer kako suvremena analitička tehnologija omogućuje potpuniji uvid u ponašanje materijala nego ikada prije. Umjesto pojedinačnih informacija, industrija dobiva cjelovitu sliku procesa – od promjene mase i kemijskog sastava oslobođenih plinova do identifikacije mikroskopskih čestica koje mogu biti ključ za razumijevanje problema.

Na Kemijsko-tehnološkom fakultetu Sveučilišta u Splitu ovakva infrastruktura omogućuje gospodarstvu pristup vrhunskim analitičkim metodama koje pomažu u razvoju inovativnih proizvoda, kontroli kvalitete i rješavanju najsloženijih tehnoloških izazova.

Jer ponekad odgovor na pitanje zašto materijal ne radi ono što očekujemo leži u plinu koji je oslobodio, čestici koju ne možemo vidjeti golim okom ili promjeni mase od svega nekoliko miligrama.

4 - Kvalitetno obrazovanje, 8 - Dostojanstven rad i gospodarski rast, 9 - Industrija, inovacije i infrastruktura, 17 - Partnerstvom do ciljeva

  • Kreirano od .
  • Pregleda: 59

Autor Dražan Jozić na .

FTIR spektroskopija – kemijski otisak prsta vašeg materijala

Kako brzo utvrditi je li sirovina ispravna, je li proizvod proizveden prema specifikaciji ili zašto je došlo do promjene kvalitete materijala? Jedan od najmoćnijih alata za odgovore na takva pitanja je infracrvena spektroskopija s Fourierovom transformacijom, poznatija kao FTIR.

FTIR spektroskopija omogućuje identifikaciju kemijskog sastava materijala analizom interakcije infracrvenog zračenja s molekulama uzorka. Svaki materijal posjeduje jedinstveni spektar koji se može promatrati kao svojevrsni „kemijski otisak prsta“, što omogućuje brzo prepoznavanje tvari i otkrivanje promjena u njihovom sastavu.

Posebna prednost FTIR tehnike je njezina prilagodljivost različitim vrstama uzoraka. U transmisijskom načinu rada infracrveno zračenje prolazi kroz tanki uzorak, što omogućuje detaljnu analizu sastava filmova, folija, vlakana i drugih prozirnih ili poluprozirnih materijala. Ova metoda često se koristi u istraživanju polimera, ambalažnih materijala i farmaceutskih pripravaka.

S druge strane, UATR (Universal Attenuated Total Reflectance) tehnika omogućuje analizu čvrstih materijala, prahova, granula, tekućina i pasta bez složene pripreme uzorka. Dovoljno je uzorak postaviti na ATR kristal i u nekoliko sekundi dobiti informacije o njegovom kemijskom sastavu. Upravo zbog svoje jednostavnosti UATR je postao jedna od najčešće korištenih FTIR tehnika u industrijskim laboratorijima.

Primjene FTIR spektroskopije iznimno su široke. Koristi se za identifikaciju polimera i plastike, kontrolu kvalitete sirovina i proizvoda, analizu premaza i adheziva, karakterizaciju kompozita, istraživanje biomaterijala te analizu onečišćivala i okolišnih uzoraka. U mnogim slučajevima FTIR omogućuje brzo otkrivanje uzroka problema u proizvodnji, smanjujući vrijeme zastoja i troškove razvoja.

Na Kemijsko-tehnološkom fakultetu Sveučilišta u Splitu dostupna je suvremena FTIR oprema koja omogućuje analizu uzoraka primjenom transmisijske i UATR tehnike te pruža stručnu podršku industriji u razvoju proizvoda, kontroli kvalitete i rješavanju tehnoloških izazova.

Kada je potrebno brzo i pouzdano saznati što se nalazi u materijalu, FTIR spektroskopija često predstavlja najkraći put do odgovora.

4 - Kvalitetno obrazovanje, 8 - Dostojanstven rad i gospodarski rast, 9 - Industrija, inovacije i infrastruktura, 17 - Partnerstvom do ciljeva

  • Kreirano od .
  • Pregleda: 65

Autor Dražan Jozić na .

Polarizacijska mikroskopija – skriveni svijet materijala pod povećalom

Kada govorimo o kontroli kvalitete i razvoju novih proizvoda, često se fokusiramo na kemijski sastav materijala. Međutim, jednako je važno razumjeti njihovu unutarnju strukturu, jer upravo ona određuje mnoga svojstva proizvoda. Polarizacijska mikroskopija jedna je od metoda koja omogućuje uvid u taj skriveni svijet materijala.
Primjenom polarizirane svjetlosti moguće je promatrati strukturu kristalnih materijala, raspored faza, prisutnost nečistoća, pukotina i drugih mikrostrukturnih značajki koje nisu vidljive običnim optičkim mikroskopom. Različite komponente materijala pod polariziranim svjetlom stvaraju karakteristične boje i uzorke, omogućujući brzo prepoznavanje strukturnih promjena i potencijalnih problema.
Za industriju to znači bržu identifikaciju uzroka kvarova, učinkovitiju kontrolu kvalitete te podršku razvoju novih proizvoda. Polarizacijska mikroskopija nalazi primjenu u građevinskoj industriji, proizvodnji polimera i kompozita, farmaceutskoj industriji, geologiji, rudarstvu te u kontroli različitih sirovina i gotovih proizvoda.
Na Kemijsko-tehnološkom fakultetu Sveučilišta u Splitu dostupna je suvremena oprema za polarizacijsku mikroskopiju koja omogućuje detaljnu analizu materijala i stručnu interpretaciju rezultata. Kroz suradnju s gospodarstvom fakultet pomaže tvrtkama u rješavanju tehnoloških izazova, optimizaciji proizvodnih procesa i razvoju inovativnih materijala.
Ponekad odgovor na složen tehnološki problem nije skriven u velikim postrojenjima ili skupim proizvodnim linijama, već u detaljima veličine svega nekoliko mikrometara koje možemo vidjeti tek pod mikroskopom.

4 - Kvalitetno obrazovanje, 9 - Industrija, inovacije i infrastruktura, 17 - Partnerstvom do ciljeva

  • Kreirano od .
  • Pregleda: 160

Autor Marijana Jurić na .

Obrana diplomskog rada - Maris Vatović

Obrana diplomskog zadatka za studenticu Maris Vatović (0011168308), Kemijska
tehnologija, smjer: Materijali, održat će se 15.04.2025. u 11:00 sati (dvorana C-613).

Naslov teme diplomskog zadatka: Određivanje minimalne koncentracije koloidnog srebra
sintetiziranog prirodnim reducensima djelotvornog protiv bakterija Escherichia coli i
Staphylococcus aureus

Članovi povjerenstva za obranu diplomskog zadatka:
izv. prof. dr. sc. Damir Barbir, predsjednik
doc. dr. sc. Anita Rakić, član
prof. dr. sc. Pero Dabić, mentor

4 - Kvalitetno obrazovanje

  • Kreirano od .
  • Pregleda: 52