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不可思議的光譜魔法：如何用傅里葉轉換紅外光譜探索地球秘密？
應用光譜學逐漸成為了解地球奧秘的重要工具，透過各種光譜方法來檢測及識別不同元素或化合物，以解決法醫學、醫療、石油產業、大氣化學和藥理學等領域的問題。在這些方法中，傅里葉轉換紅外光譜（FTIR）尤為受到關注，它透過檢測化學鍵的特徵紅外吸收頻率或波長，提供精確的分析。
光譜方法
在應用光譜學中，各種光譜技術都在助力科學研究，尤其是傅里葉轉換紅外光譜（FTIR）能力出眾，讓我們能夠觀察化學結構。
這些吸收特性使得紅外分析儀在地球科學、環境科學和大氣科學等領域成為不可或缺的工具。
例如，如今已經能夠使用商業上可用的氣體分析儀有效監測大氣中二氧化碳、甲烷、一氧化碳、氧氣和氮氧化物等氣體的濃度。除此之外，紫外光譜學和核磁共振光譜學也為這一領域貢獻良多。
樣品準備
在進行光譜分析時，樣品通常需要處於溶液中，這對於法醫學的檢查來說，可能造成取樣時的挑戰。對於FTIR來說，樣品可以是溶液（例如KBr）、粉末或薄膜，且固體薄膜是最簡單的測試樣品。
聚合物的分析
FTIR在聚合物降解機制的追蹤中扮演著重要角色，尤其是在紫外線降解與氧化過程等失效模式。
紫外線降解
許多聚合物在其鏈結構的脆弱點受到紫外線輻射的攻擊。以聚丙烯為例，若不添加抗氧化劑，其在陽光下會出現嚴重的裂紋，這主要是因為每個重複單元中的三級碳原子為紫外線的攻擊點。
氧化
聚合物在高溫加工過程中易受到大氣中的氧氣攻擊。例如，在一個案例中，一根手杖突然斷裂，使用者因此受傷。對材料進行IR光譜分析後發現，聚丙烯內的元件已經氧化，這極可能是由於模具質量不佳導致。
臭氧裂解
聚合物雙鍵與臭氧的反應稱為臭氧裂解，它是導致鏈斷裂的關鍵步驟。高分子強度取決於鏈的分子量，鏈斷裂會迅速造成分子量下降，最終導致材料失去強度。
結語
光譜技術的進步不僅改變了環境科學，也讓我們能夠以新的方式深入探索材料的結構。從解析聚合物的降解機制到環境中的各種氣體監控，傅里葉轉換紅外光譜正變得越來越重要。這些技術能否在未來幫助我們解決更複雜的環境和材料科學問題，以保護我們的地球？
