«Предвзятость подтверждения» или история о применении ИК-спектроскопии для решения бизнес-задач
Мы с вами уже обсуждали ИК-спектроскопию - отличный способ идентификации типа полимера. Принцип метода прост: на колеблющиеся молекулы подается пучок ИК-света, и когда частота поданной электромагнитной волны совпадает с частотой колебаний молекул, мы видим полосу на спектре.
Преимуществами метода являются:
1. быстрота (снять спектр - 3 минуты, анализировать его - иногда несколько суток, но об этом тактично умолчим)
2. довольно большой объем информации, который мы можем получить почти мгновенно - идентификация материала осуществляется путем сравнения полученного спектра с библиотекой, которая может содержать от сотни до миллиона спектральных картин разных веществ
корреляция спектра исследуемого вещества с библиотечным спектром ПБТ (библиотека BioRad)
3. Метод не требует специальной пробоподготовки и дорогих расходников. Современная спектроскопия позволяет исследовать вещества в любом агрегатном состоянии - газы, жидкости, твердые тела (включая порошки). Для исследования полимеров чаще всего применяются приставки многократного отражения:
схема получения сигнала МНПВО (многократного неполного внутреннего отражения)
Здесь кристалл имеет площадь всего 1 кв.мм (а значит для исследования достаточно 1 гранулы), сигнал накапливается, и спектр получается более селективным.
Недостатки, безусловно, тоже есть, и это:
1. сильное взаимное влияние компонентов.
Все, что мы видим вокруг - не чистые полимеры, а компаунды, поэтому на кристалл спектрометра мы кладем клубок из переплетенных функциональных групп, цепей, объединенных химическими, ван-дер-ваальсовыми и водородными связями, групп-антагонистов, и все они - влияют на положение, интенсивность или расщепление спектральных полос, что, конечно, не облегчает работу исследователя. Поэтому, если вы хотите получить больше информации об образце, важно рассказать о нем больше - где применяется, каким свойствами обладает, это сможет сфокусировать внимание оператора на тех или иных группах.
2. метод не информативен для высоконаполненных композиций (особенно, саженаполненных), для неорагнических веществ, для двухатомных молекул и металлов.
3. Кроме того, полосы на спектре - это «маркеры» функциональных групп. Не всегда, если полимеры имеют разную структуру, но один набор мономеров, их можно различить исключительно спектральными методами.
3. Кроме того, полосы на спектре - это «маркеры» функциональных групп. Не всегда, если полимеры имеют разную структуру, но один набор мономеров, их можно различить исключительно спектральными методами.
Какие же задачи решает коммерческая лаборатория с помощью ИК-спектроскопии?
- Интерпретация состава полимера.
спектр изделия, которое было реализовано заказчику как PSU (спектральная картина соответствует полиамиду)
2. исследование причин брака/дефектов
дефектные светильники из неверно выбранного материала
3. Количественная спектроскопия.
Скажем сразу - это редкость. Спектроскопия - качественный метод, и для применения ее в количественных целях необходимо построение градуировочной зависимости.
В ЦКП мы реализуем 2 количественные методики: исследование кол-ва двойных связей в полиэтилене, и исследование количества привитого МАН в полиэтилене.
принцип исследования количества привитого МАН (кратко)
4. Исследование процессов старения и биодеградации полимера (для прогнозирования срока жизни) - как правило реализуется до и после ускоренного УФ-, термо- и биологического старения.
Пики валентных колебаний связей -СООН, -ОН и -СОН становятся более интенсивными, увеличиваются площади пиков деформационных колебаний связи –С-Н
Что же такое «предвзятость подтверждения»? - воскликнет пытливый читатель.
А это - интересный механизм нашей психики, который выражается в том, что люди обычно:
– ищут факты, которые согласуются с их позицией;
– интерпретируют факты согласно своей точке зрения;
– и даже вспоминаем мы обычно лишь то, что подтверждает наше мнение (поэтому мы часто слышим от других или говорим людям: ты помнишь только плохое/только хорошее).
«И при чем же тут ИК-спектроскопия?» - снова спросит пытливый ум.
Но тут ваш автор улыбнется и раскланяется.