為什么用拉曼顯微鏡分析非織造纖維？

無紡布是由纖維交織而成的織物片材，無需編織或針織。無紡布最大的特點(diǎn)是多種纖維可以很容易的結(jié)合，所以可以根據(jù)使用目的自由設(shè)計(jì)功能和形狀。廣泛應(yīng)用于服裝、內(nèi)飾、汽車、能源、航空航天等領(lǐng)域。

無紡布的制造方法有多種，已知的方法包括機(jī)械纏結(jié)纖維、通過噴射高壓水射流纏結(jié)纖維、以及熱封和成型。用于熱封的纖維具有芯鞘結(jié)構(gòu)（皮芯結(jié)構(gòu)），其中芯和鞘使用不同的樹脂，就像鉛筆一樣。它依賴很大。因此，需要一種詳細(xì)觀察光纖內(nèi)部成分分布的方法。

使用廣泛用于識(shí)別樹脂成分的紅外光譜進(jìn)行繪圖無法無損測量樹脂內(nèi)部。因此，通常需要制備橫截面或使用樹脂包埋制備高精度的橫截面樣品。另一方面，激光拉曼顯微鏡使用僅在聚焦深度位置檢測信號(hào)的共焦光學(xué)系統(tǒng)，通過照明，可以無損地獲得樣品內(nèi)部的光譜。利用該特征，通過對復(fù)合樹脂進(jìn)行深度方向的拉曼成像，可以非破壞性地觀察樹脂內(nèi)部的成分分布。

拉曼成像觀察到的核殼結(jié)構(gòu)

下圖是芯鞘型光纖在深度方向的拉曼成像結(jié)果，其中單根光纖具有由芯部和鞘部組成的雙層結(jié)構(gòu)。

纖維斷層形狀為圓形，皮芯拉曼光譜表明芯為PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯），皮為PE（聚乙烯）。我們還發(fā)現(xiàn)，核心部分含有銳鈦礦型 TiO2（氧化鈦）作為白色顏料。在上述顯微紅外分析中，即使使用在平面方向上具有高空間分辨率的ATR方法，也無法創(chuàng)建捕捉到幾μm數(shù)量級的精細(xì)成分分布的詳細(xì)圖像。 . 此外，當(dāng)試圖使用顯微紅外光譜檢測這種 TiO2 時(shí)，標(biāo)準(zhǔn) MCT 檢測器（HgCdTe 檢測器）在低波數(shù)側(cè)的靈敏度較低，因此可能無法確認(rèn) TiO2 *的峰。我有。拉曼光譜的優(yōu)點(diǎn)之一是能夠識(shí)別在低波數(shù)側(cè)具有峰的物質(zhì)，例如金屬氧化物。

芯鞘光纖的 3D 拉曼成像

Nanophoton 的激光拉曼顯微鏡 RAMANtouch/RAMANforce 具有 3D(XYZ) 拉曼成像功能。此功能在改變焦平面高度的同時(shí)獲取多個(gè) XY 拉曼圖像，將它們重建為 3D 數(shù)據(jù)并顯示它們。前面提到的芯鞘光纖結(jié)構(gòu)的 3D 拉曼成像測量結(jié)果如下所示。