Diferencia entre revisiones de «Espectroscopía infrarroja»

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La '''espectroscopía infrarroja''' ('''espectroscopía''' '''IR''' o '''espectroscopía''' '''vibracional''') es la medida de la interacción de la radiación [[Radiación infrarroja|infrarroja]] con la [[materia]] por [[Espectroscopia de absorción|absorción]], [[Espectro de emisión|emisión]] o [[Reflexión (física)|reflexión]]. Se utiliza para estudiar e identificar [[Sustancia química|sustancias químicas]] o [[Grupo funcional|grupos funcionales]] en forma sólida, líquida o gaseosa. El método o técnica de espectroscopía infrarroja se realiza con un instrumento llamado '''espectrómetro infrarrojo''' (o espectrofotómetro) que produce un '''espectro infrarrojo'''. Un espectro de infrarrojos se puede visualizar en un gráfico de [[absorbancia]] (o [[transmitancia]]) de luz infrarroja en el eje vertical frente a la frecuencia o longitud de onda en el eje horizontal. Las [[Unidad de medida|unidades]] típicas de frecuencia utilizadas en los espectros de infrarrojos son [[Longitud recíproca|centímetros recíprocos]] (a veces llamados [[Número de onda|números de onda]]), con el símbolo cm <sup>-1</sup>. Las unidades de longitud de onda IR se dan comúnmente en [[Micrómetro (unidad de longitud)|micrómetros]] (antes llamados "micrones"), símbolo μm, que están relacionados con los números de onda de forma [[Inverso multiplicativo|recíproca]]. Un instrumento de laboratorio común que utiliza esta técnica es un [[espectrómetro]] de [[Espectrofotómetro de transformada de Fourier|transformada de Fourier infrarroja]] (FTIR). La IR bidimensional también es posible.
 
La porción infrarroja del [[espectro electromagnético]] generalmente se divide en tres regiones; infrarrojos [[Espectroscopia del infrarrojo cercano|cercanos]], medios y [[Infrarrojo lejano|lejanos]], llamada así por su relación con el espectro visible. El infrarrojo cercano de mayor energía, aproximadamente 14000–4000&nbsp;cm<sup>−1</sup> (0,7–2,5&nbsp;μm de longitud de onda) puede excitar modos de [[Vibración molecular|vibraciones moleculares]] [[Banda entonada|armónicos]] o combinados. El infrarrojo medio, aproximadamente 4000–400&nbsp;cm<sup>−1</sup> (2,5-25&nbsp;μm) se utiliza generalmente para estudiar las vibraciones fundamentales y la estructura [[Espectroscopía rotacional vibracional|rotacional-vibratoria]] asociada. El infrarrojo lejano, aproximadamente 400-10&nbsp;cm<sup>−1</sup> (25-1000&nbsp;μm) tiene baja energía y puede usarse para [[Espectroscopia rotacional|espectroscopía rotacional]] y vibraciones de baja frecuencia. La región de 2-130&nbsp;cm<sup>−1</sup>, que bordea la región de [[microondas]], se considera la región de [[Radiación de terahercios|terahercios]] y puede sondear vibraciones intermoleculares. <ref>{{Cita publicación|título=Terahertz pulsed spectroscopy and imaging in the pharmaceutical setting--a review|fecha=February 2007|publicación=The Journal of Pharmacy and Pharmacology|volumen=59|número=2|páginas=209–23|doi=10.1211/jpp.59.2.0008|pmid=17270075}}</ref> Los nombres y clasificaciones de estas subregiones son convenciones, y se basan solo vagamente en las propiedades moleculares o electromagnéticas relativas.
 
== Teoría ==
|}
 
Para que un modo vibratorio en una muestra sea "IR activo", debe estar asociado con cambios en el momento dipolar. No es necesario un dipolo permanente, ya que la regla solo requiere un cambio en el momento dipolar. <ref>{{Cita libro|nombre=Peter W|apellidos=Atkins|nombre2=Julio|apellidos2=de Paula|título=Elements of physical chemistry|fecha=2009|editorial=Oxford U.P|ubicación=Oxford|isbn=978-0-19-922672-6|páginas=459|edición=5th}}</ref>
 
Una molécula puede vibrar de muchas formas, y cada una de ellas se denomina ''modo vibratorio.'' Para moléculas con N número de átomos, las moléculas lineales tienen 3N&nbsp;-&nbsp;5 grados de modos vibracionales, mientras que las moléculas no lineales tienen 3N&nbsp;-&nbsp;6 grados de modos vibracionales (también llamados grados de libertad vibracionales). Como ejemplo, el [[Molécula de agua|H<sub>2</sub>O]], una molécula no lineal, tendrá 3&nbsp;×&nbsp;3&nbsp;-&nbsp;6&nbsp;=&nbsp;3 grados de libertad vibratoria o modos.
Las [[Molécula diatómica|moléculas diatómicas]] simples tienen solo un enlace y solo una banda vibratoria. Si la molécula es simétrica, por ejemplo, N<sub>2</sub>, la banda no se observa en el espectro IR, sino solo en el [[Espectroscopia Raman|espectro Raman]]. Moléculas diatómicas asimétricas, por ejemplo el [[Monóxido de carbono|CO]], se absorbe en el espectro IR. Las moléculas más complejas tienen muchos enlaces y sus espectros vibracionales son correspondientemente más complejos, es decir, las moléculas grandes tienen muchos picos en sus espectros IR.
 
Los átomos de un grupo CH<sub>2</sub>X<sub>2</sub>, que se encuentran comúnmente en [[Compuesto orgánico|compuestos orgánicos]] y donde X puede representar cualquier otro átomo, pueden vibrar de nueve formas diferentes. Seis de estas vibraciones involucran solo la porción de [[grupo metileno|CH<sub>2</sub>]]: dos modos de '''estiramiento''' (ν): '''simétrico''' (ν<sub>s</sub>) y '''antisimétrico''' (ν<sub>as</sub>); y cuatro modos de '''flexión''': '''tijera''' (δ), '''balanceo''' (ρ), '''meneo''' (ω) y '''torsión''' (τ), como se muestra a continuación. Las estructuras que no tienen los dos grupos X adicionales adjuntos tienen menos modos porque algunos modos están definidos por relaciones específicas con esos otros grupos adjuntos. Por ejemplo, en el agua, los modos de balanceo, meneo y torsión no existen porque estos tipos de movimientos de los átomos de H representan una simple rotación de toda la molécula en lugar de vibraciones dentro de ella. En el caso de moléculas más complejas, también pueden estar presentes modos vibracionales '''fuera del plano''' (γ). <ref>{{Cita libro|nombre=Bernhard|apellidos=Schrader|título=Infrared and Raman Spectroscopy: Methods and Applications|fecha=1995|editorial=VCH, Weinheim|ubicación=New York|isbn=978-3-527-26446-9|páginas=787}}</ref>
 
Estas figuras no representan el "[[retroceso]]" de los átomos de [[Carbono|C]], que, aunque están necesariamente presentes para equilibrar los movimientos generales de la molécula, son mucho más pequeños que los movimientos de los átomos de [[Hidrógeno|H]] más ligeros.
 
==== Muestras sólidas ====
Las muestras sólidas se pueden preparar de diversas formas. Un método común es triturar la muestra con un agente triturador aceitoso (generalmente aceite mineral [[Nujol]]). Se aplica una fina película de [[mull]] sobre placas de sal y se mide. El segundo método consiste en moler finamente una cantidad de la muestra con una sal especialmente purificada (generalmente [[bromuro de potasio]]) (para eliminar los efectos de dispersión de los cristales grandes). Esta mezcla de polvo se prensa luego en una [[prensa mecánica|prensa]] mecánica para formar una pastilla translúcida a través de la cual puede pasar el haz del espectrómetro. <ref name="Har2">{{Cita libro|nombre=Laurence M.|apellidos=Harwood|nombre2=Christopher J.|apellidos2=Moody|título=Experimental organic chemistry: Principles and Practice|edición=Illustrated|página=[https://archive.org/details/experimentalorga00harw/page/292 292]|isbn=978-0-632-02017-1|fecha=1989|editorial=Wiley-Blackwell|url=https://archive.org/details/experimentalorga00harw/page/292}}</ref> Una tercera técnica es la técnica de "película fundida", que se utiliza principalmente para materiales poliméricos. La muestra se disuelve primero en un disolvente no [[Higroscopia|higroscópico]]. Se deposita una gota de esta solución sobre la superficie de la celda de [[Bromuro de potasio|KBr]] o [[Cloruro de sodio|NaCl]]. A continuación, la solución se evapora hasta sequedad y la película formada en la celda se analiza directamente. Es importante tener cuidado para asegurarse de que la película no sea demasiado gruesa, de lo contrario la luz no puede pasar. Esta técnica es adecuada para análisis cualitativos. El último método consiste en utilizar una [[Microtomo|microtomía]] para cortar una película delgada (20-100&nbsp;μm) de una muestra sólida. Esta es una de las formas más importantes de analizar productos plásticos defectuosos, por ejemplo, porque se conserva la integridad del sólido
 
En [[Espectroscopía fotoacústica|espectroscopia fotoacústica,]] la necesidad de tratamiento de la muestra es mínima. La muestra, líquida o sólida, se coloca en la copa de muestra que se inserta en la celda fotoacústica que luego se sella para la medición. La muestra puede ser una pieza sólida, en polvo o básicamente en cualquier forma para la medición. Por ejemplo, se puede insertar un trozo de roca en la copa de muestra y medir el espectro.
Una forma común de comparar con una referencia es secuencialmente: primero mida la referencia, luego reemplace la referencia por la muestra y mida la muestra. Esta técnica no es perfectamente confiable; Si la lámpara de infrarrojos es un poco más brillante durante la medición de referencia, luego un poco más tenue durante la medición de la muestra, la medición se distorsionará. Los métodos más elaborados, como una configuración de "dos haces" (ver figura), pueden corregir este tipo de efectos para dar resultados muy precisos. El método de [[Adición de estándar|adición estándar]] se puede utilizar para cancelar estadísticamente estos errores.
 
Sin embargo, entre las diferentes técnicas basadas en la absorción que se utilizan para la detección de especies gaseosas, la [[Espectroscopia de anillo de cavidad|espectroscopia de cavidad de anillo]] (CRDS) se puede utilizar como un método sin calibración. El hecho de que el CRDS se base en las mediciones de la vida útil de los fotones (y no en la intensidad del láser) hace que no sea necesario realizar ninguna calibración y comparación con una referencia. <ref>{{Cita publicación|título=Open-path cavity ring-down spectroscopy sensor for atmospheric ammonia|apellidos=Shadman|nombre=Soran|apellidos2=Rose|nombre2=Charles|fecha=2016|publicación=[[Applied Physics B]]|volumen=122|número=7|páginas=194|bibcode=2016ApPhB.122..194S|doi=10.1007/s00340-016-6461-5|apellidos3=Yalin|nombre3=Azer P.}}</ref>
 
=== FTIR ===
La '''espectroscopía de infrarrojos por [[transformada de Fourier]] (FTIR)''' es una técnica de medición que permite registrar espectros de infrarrojos. La luz infrarroja se guía a través de un [[Interferometría|interferómetro]] y luego a través de la muestra (o viceversa). Un espejo móvil dentro del aparato altera la distribución de la luz infrarroja que pasa a través del interferómetro. La señal registrada directamente, denominada "interferograma", representa la salida de luz en función de la posición del espejo. Una técnica de procesamiento de datos llamada [[transformada de Fourier]] convierte estos datos en bruto en el resultado deseado (el espectro de la muestra): Salida de luz en función de la [[Longitud de onda|longitud]] infrarroja (o equivalentemente, [[número de onda]]). Como se describió anteriormente, el espectro de la muestra siempre se compara con una referencia.
 
Un método alternativo para adquirir espectros es el método "dispersivo" o "[[monocromador]] de barrido". En este enfoque, la muestra se irradia secuencialmente con varias longitudes de onda únicas. El método dispersivo es más común en [[Espectroscopia ultravioleta-visible|espectroscopía UV-Vis]], pero es menos práctico en el infrarrojo que el método FTIR. Una razón por la que se favorece el FTIR se denomina " [[La ventaja de Fellgett|ventaja de Fellgett]] " o "ventaja de multiplexación": la información en todas las frecuencias se recopila simultáneamente, lo que mejora tanto la velocidad como la [[Relación señal/ruido|relación señal-ruido]]. Otro se llama "Ventaja de rendimiento de Jacquinot": una medición dispersiva requiere detectar niveles de luz mucho más bajos que una medición FTIR. <ref name="white2">[https://books.google.com/books?id=t2VSNnFoO3wC&pg=PA7 ''Chromatography/Fourier transform infrared spectroscopy and its applications'', by Robert White, p7]</ref> Existen otras ventajas, así como algunas desventajas, <ref name="white2" /> pero prácticamente todos los espectrómetros infrarrojos modernos son instrumentos FTIR.
 
=== Microscopía infrarroja ===
Existen varias formas de [[Microscopía|microscopía infrarroja]]. Estos incluyen versiones IR de microscopía de sub-difracción <ref name="G Kazarian 20142">H M Pollock and S G Kazarian, Microspectroscopy in the Mid-Infrared, in Encyclopedia of Analytical Chemistry (Robert A. Meyers, Ed, 1-26 (2014), John Wiley & Sons Ltd,</ref> <ref name="wiley12">{{Cita enciclopedia|apellidos=Pollock Hubert M|título=Microspectroscopy in the Mid-Infrared|enciclopedia=Encyclopedia of Analytical Chemistry|año=2014|isbn=9780470027318|páginas=1–26|doi=10.1002/9780470027318.a5609.pub2}}</ref> como IR [[Microscopía óptica de barrido de campo cercano|NSOM]], <ref>H M Pollock and D A Smith, The use of near-field probes for vibrational spectroscopy and photothermal imaging, in Handbook of vibrational spectroscopy, J.M. Chalmers and P.R. Griffiths (eds), John Wiley & Sons Ltd, Vol. 2, pp. 1472 - 1492 (2002)</ref> [[Microespectroscopía fototérmica|microspectroscopía fototérmica]], [[Nano-FTIR]] y [[microscopía de fuerza atómica acoplado a la espectroscopia infrarrojo|espectroscopía infrarroja basada en microscopio de fuerza atómica]] (AFM-IR).
 
=== Otros métodos en espectroscopia vibracional molecular ===
Otro método es la [[espectroscopia de pérdida de energía de electrones]] (EELS), en la que la energía absorbida es proporcionada por un electrón disperso inelásticamente en lugar de un fotón. Este método es útil para estudiar las vibraciones de moléculas [[Adsorción|adsorbidas]] en una superficie sólida.
 
Recientemente, la [[Espectroscopia de pérdida de energía de electrones de alta resolución|EELS de alta resolución]] (HREELS) ha surgido como una técnica para realizar espectroscopía vibracional en un [[microscopio electrónico de transmisión]] (TEM). <ref name=":0">{{Cita publicación|título=Vibrational spectroscopy in the electron microscope|fecha=October 2014|publicación=Nature|volumen=514|número=7521|páginas=209–12|bibcode=2014Natur.514..209K|doi=10.1038/nature13870|pmid=25297434|número-autores=6}}</ref> En combinación con la alta resolución espacial del TEM, se han realizado experimentos sin precedentes, como mediciones de temperatura a nanoescala, <ref>{{Cita publicación|título=Temperature Measurement by a Nanoscale Electron Probe Using Energy Gain and Loss Spectroscopy|fecha=March 2018|publicación=Physical Review Letters|volumen=120|número=9|páginas=095901|bibcode=2018PhRvL.120i5901I|doi=10.1103/PhysRevLett.120.095901|pmid=29547334|número-autores=6}}</ref> <ref>{{Cita publicación|título=Thermometry with Subnanometer Resolution in the Electron Microscope Using the Principle of Detailed Balancing|fecha=July 2018|publicación=Nano Letters|volumen=18|número=7|páginas=4556–4563|bibcode=2018NanoL..18.4556L|doi=10.1021/acs.nanolett.8b01791|pmid=29874456}}</ref> mapeo de moléculas marcadas isotópicamente, <ref>{{Cita publicación|título=Identification of site-specific isotopic labels by vibrational spectroscopy in the electron microscope|fecha=February 2019|publicación=Science|volumen=363|número=6426|páginas=525–528|bibcode=2019Sci...363..525H|doi=10.1126/science.aav5845|pmid=30705191|número-autores=6}}</ref> mapeo de modos de fonón en posición y momento, <ref>{{Cita publicación|título=Nanoscale momentum-resolved vibrational spectroscopy|fecha=June 2018|publicación=Science Advances|volumen=4|número=6|páginas=eaar7495|bibcode=2018SciA....4.7495H|doi=10.1126/sciadv.aar7495|pmc=6018998|pmid=29951584|número-autores=6}}</ref> <ref>{{Cita publicación|título=Position and momentum mapping of vibrations in graphene nanostructures|fecha=September 2019|publicación=Nature|volumen=573|número=7773|páginas=247–250|bibcode=2019Natur.573..247S|doi=10.1038/s41586-019-1477-8|pmid=31406319|arxiv=1812.08294}}</ref> superficie vibratoria y mapeo de modo de volumen en nanocubos, <ref>{{Cita publicación|título=Mapping vibrational surface and bulk modes in a single nanocube|fecha=March 2017|publicación=Nature|volumen=543|número=7646|páginas=529–532|bibcode=2017Natur.543..529L|doi=10.1038/nature21699|pmid=28332537}}</ref> e investigaciones de modos de [[polaritón]] en cristales de van der Waals. <ref>{{Cita publicación|título=Probing low-energy hyperbolic polaritons in van der Waals crystals with an electron microscope|fecha=July 2017|publicación=Nature Communications|volumen=8|número=1|páginas=95|bibcode=2017NatCo...8...95G|doi=10.1038/s41467-017-00056-y|pmc=5522439|pmid=28733660|número-autores=6|arxiv=1611.05371}}</ref> El análisis de modos vibracionales que son inactivos en IR, pero que aparecen en [[Dispersión inelástica de neutrones|Dispersión de neutrones inelásticos]] también es posible a alta resolución espacial usando EELS. <ref>{{Cita publicación|título=Vibrational spectroscopy at atomic resolution with electron impact scattering|fecha=2019|publicación=Nature Physics|volumen=15|número=12|páginas=1237–1241|doi=10.1038/s41567-019-0675-5|arxiv=1812.08895}}</ref> Aunque la resolución espacial de los HREEL es muy alta, las bandas son extremadamente amplias en comparación con otras técnicas. <ref name=":0" />
 
=== Microscopía infrarroja computacional ===
Mediante el uso de [[Simulación|simulaciones]] por computadora y análisis en [[modo normal]], es posible calcular frecuencias teóricas de moléculas. <ref>{{Cita publicación|título=Theoretical Infrared Spectra: Quantitative Similarity Measures and Force Fields|fecha=May 2020|publicación=Journal of Chemical Theory and Computation|volumen=16|número=5|páginas=3307–3315|doi=10.1021/acs.jctc.0c00126|pmc=7304875|pmid=32271575}}</ref>
 
== Bandas de absorción ==
 
=== Regla de Badger ===
Para muchos tipos de muestras, las asignaciones son conocidas, es decir, qué deformaciones de enlace están asociadas con qué frecuencia. En tales casos, se puede obtener más información sobre la fuerza de un vínculo, basándose en la directriz empírica llamada '''Regla de Badger'''. Publicado originalmente por [[Richard McLean Badger]] en 1934, <ref>{{Cita publicación|url=https://authors.library.caltech.edu/10440/1/BADjcp34.pdf|título=A Relation Between Internuclear Distances and Bond Force Constants|fecha=1934|publicación=The Journal of Chemical Physics|volumen=2|número=3|página=128|bibcode=1934JChPh...2..128B|doi=10.1063/1.1749433}}</ref> esta regla establece que la fuerza de un enlace (en términos de constante de fuerza) se correlaciona con la longitud del enlace. Es decir, el aumento de la fuerza de la unión conduce al correspondiente acortamiento de la unión y viceversa.
 
== Usos y aplicaciones ==
También se utiliza en [[Ciencia forense|análisis forenses]] en casos penales y civiles, por ejemplo, para identificar la [[Degradación polimérica|degradación de polímeros]]. Se puede utilizar para determinar el [[Control de alcoholemia|contenido de alcohol en sangre]] de un presunto conductor ebrio.
 
La espectroscopia IR se ha utilizado con éxito en el análisis y la identificación de [[Pigmento|pigmentos]] en [[Pintura|pinturas]] <ref>[http://colourlex.com/project/infrared-spectroscopy/ Infrared spectroscopy at ColourLex. Retrieved December 11, 2015]</ref> y otros objetos de arte <ref>{{Cita publicación|url=http://www.getty.edu/conservation/publications_resources/pdf_publications/pdf/infrared_spectroscopy.pdf|título=Infrared Spectroscopy in Conservation Science, Scientific Tools for Conservation|fecha=2000|editorial=Getty Publications|fechaacceso=11 December 2015}}</ref> como [[Manuscrito ilustrado|manuscritos iluminados]]. <ref>{{Cita web|url=http://www.labnews.co.uk/features/unlocking-the-secrets-of-illuminated-manuscripts-08-11-2012/|título=Unlocking the secrets of illuminated manuscripts|fechaacceso=11 December 2015|autor=Ricciardi|nombre=Paola}}</ref>
 
Una forma útil de analizar muestras sólidas sin la necesidad de cortar muestras utiliza ATR o espectroscopía de [[reflectancia total atenuada]]. Con este enfoque, las muestras se presionan contra la cara de un solo cristal. La radiación infrarroja atraviesa el cristal y solo interactúa con la muestra en la interfaz entre los dos materiales.
La espectroscopia infrarroja también es útil para medir el grado de polimerización en la fabricación de [[Polímero|polímeros]]. Los cambios en el carácter o la cantidad de un vínculo en particular se evalúan midiendo a una frecuencia específica a lo largo del tiempo. Los instrumentos de investigación modernos pueden tomar medidas infrarrojas en el rango de interés con una frecuencia de hasta 32 veces por segundo. Esto se puede hacer mientras se realizan mediciones simultáneas utilizando otras técnicas. Esto hace que las observaciones de reacciones y procesos químicos sean más rápidas y precisas.
 
La espectroscopia infrarroja también se ha utilizado con éxito en el campo de la microelectrónica de semiconductores: <ref>{{Cita libro|título=Infrared characterization for microelectronics|url=https://books.google.com/?id=rotNlJDFJWsC&printsec=frontcover|editorial=World Scientific|fecha=1999|isbn=978-981-02-2352-6}}</ref> por ejemplo, la espectroscopia infrarroja puede aplicarse a semiconductores como [[silicio]], [[arseniuro de galio]], [[nitruro de galio]], [[Seleniuro de cinc|seleniuro de zinc]], silicio amorfo, [[nitruro de silicio]], etc.
 
Otra aplicación importante de la espectroscopia infrarroja es en la [[industria alimentaria]] para medir la [[concentración]] de varios compuestos en diferentes productos alimenticios <ref>{{Cita enciclopedia|apellidos=Osborne|nombre=Brian G.|enciclopedia=Encyclopedia of Analytical Chemistry|fecha=2006|editorial=John Wiley & Sons|doi=10.1002/9780470027318.a1018|isbn=9780470027318|título=Near-Infrared Spectroscopy in Food Analysis}}</ref> <ref>{{Cita publicación|título=Low-cost visible-near infrared sensor for on-line monitoring of fat and fatty acids content during the manufacturing process of the milk|fecha=December 2012|publicación=Food Chemistry|volumen=135|número=4|páginas=2756–60|doi=10.1016/j.foodchem.2012.07.074|pmid=22980869}}</ref>
 
Los instrumentos ahora son pequeños y se pueden transportar, incluso para su uso en pruebas de campo.
 
La espectroscopia infrarroja también se utiliza en dispositivos de detección de fugas de gas como los DP-IR y EyeCGA. <ref>{{Cita web|url=http://heathus.com/product_category/gas/infrared-ir-optical-based/|título=Infrared (IR) / Optical Based Archives - Heath Consultants|fechaacceso=2016-04-12|autor=www.TRMThemes.com|nombre=TRM Theme by|sitioweb=Heath Consultants}}</ref> Estos dispositivos detectan fugas de gas de hidrocarburos en el transporte de gas natural y petróleo crudo.
 
En febrero de 2014, la [[NASA]] anunció una base de datos muy mejorada, <ref>[http://www.astrochem.org/pahdb/ Database]</ref> basada en espectroscopia IR, para rastrear [[Hidrocarburo aromático policíclico|hidrocarburos aromáticos policíclicos]] (HAP) en el [[universo]]. Según los científicos, más del 20% del [[carbono]] del universo puede estar asociado con los HAP, posibles [[Hipótesis del mundo de HAP|materiales de partida]] para la [[Abiogénesis|formación de la]] [[vida]]. Los HAP parecen haberse formado poco después del [[Big Bang]], están muy extendidos por todo el universo y están asociados con [[Formación estelar|nuevas estrellas]] y [[Planeta extrasolar|exoplanetas]]. <ref name="NASA-201402212">{{Cita web|url=http://www.nasa.gov/ames/need-to-track-organic-nano-particles-across-the-universe-nasas-got-an-app-for-that/|título=Need to Track Organic Nano-Particles Across the Universe? NASA's Got an App for That|fechaacceso=February 22, 2014|autor=Hoover|nombre=Rachel|fecha=February 21, 2014|sitioweb=[[NASA]]}}</ref>
 
Los desarrollos recientes incluyen un espectrómetro IR en miniatura que está vinculado a una base de datos basada en la nube y es adecuado para el uso diario personal, <ref>{{Cita web|url=https://spectrum.ieee.org/view-from-the-valley/at-work/start-ups/israeli-startup-consumer-physics-says-its-scio-food-analyzer-is-finally-ready-for-prime-timeso-we-took-it-grocery-shopping|título=What Happened When We Took the SCiO Food Analyzer Grocery Shopping|fechaacceso=2017-03-23|fecha=2017-03-14|sitioweb=IEEE Spectrum: Technology, Engineering, and Science News}}</ref> y chips espectroscópicos NIR <ref>{{Cita web|url=http://www.americanpharmaceuticalreview.com/Featured-Articles/163573-A-Review-of-New-Small-Scale-Technologies-for-Near-Infrared-Measurements/|título=A Review of New Small-Scale Technologies for Near Infrared Measurements|fechaacceso=2017-03-23|sitioweb=www.americanpharmaceuticalreview.com}}</ref> que pueden integrarse en teléfonos inteligentes y varios dispositivos.
 
== Efectos isotopos ==
El '''análisis de espectroscopia de correlación infrarroja bidimensional''' combina múltiples muestras de espectros infrarrojos para revelar propiedades más complejas. Al extender la información espectral de una muestra perturbada, se simplifica el análisis espectral y se mejora la resolución. Los espectros 2D sincrónicos y 2D asincrónicos representan una descripción gráfica de los cambios espectrales debidos a una perturbación (como un cambio de concentración o de temperatura), así como la relación entre los cambios espectrales en dos números de onda diferentes.
[[Archivo:2dir_pulse_sequence_newversion.png|miniaturadeimagen|300x300px| Secuencia de pulsos utilizada para obtener un espectro infrarrojo de transformada de Fourier bidimensional. El período de tiempo <math>\tau_1</math> se suele denominar tiempo de coherencia y el segundo período de tiempo <math>\tau_2</math>Es conocido como el tiempo de espera. La frecuencia de excitación se obtiene mediante la transformada de Fourier a lo largo del <math>\tau_1</math>eje. ]]
La '''espectroscopia infrarroja bidimensional no lineal''' <ref>{{Cita publicación|título=Structure of the amide I band of peptides measured by femtosecond nonlinear-infrared spectroscopy|fecha=1998|publicación=J. Phys. Chem. B|volumen=102|número=31|páginas=6123–6138|doi=10.1021/jp9813286}}</ref> <ref>{{Cita publicación|url=https://semanticscholar.org/paper/44c33a72539569f16403b7fb8999f0217ef0e514|título=Multidimensional femtosecond correlation spectroscopies of electronic and vibrational excitations|fecha=2000|publicación=Annual Review of Physical Chemistry|volumen=51|número=1|páginas=691–729|bibcode=2000ARPC...51..691M|doi=10.1146/annurev.physchem.51.1.691|pmid=11031297}}</ref> es la versión infrarroja de la [[espectroscopia de correlación]]. La espectroscopia infrarroja bidimensional no lineal es una técnica que se ha hecho disponible con el desarrollo de [[Femtosegundo|pulsos]] láser infrarrojos de [[Femtosegundo|femtosegundos]]. En este experimento, primero se aplica un conjunto de pulsos de bomba a la muestra. A esto le sigue un tiempo de espera durante el cual se permite que el sistema se relaje. El tiempo de espera típico es de cero a varios picosegundos, y la duración se puede controlar con una resolución de decenas de femtosegundos. Luego se aplica un pulso de sonda, lo que resulta en la emisión de una señal de la muestra. El espectro infrarrojo bidimensional no lineal es una gráfica de correlación bidimensional de la frecuencia ω<sub>1</sub> que fue excitada por los pulsos iniciales de la bomba y la frecuencia ω<sub>3</sub> excitada por el pulso de la sonda después del tiempo de espera. Esto permite observar el acoplamiento entre diferentes modos vibracionales; debido a su resolución de tiempo extremadamente fina, se puede usar para monitorear la dinámica molecular en una escala de tiempo de picosegundos. Todavía es una técnica en gran parte inexplorada y se está volviendo cada vez más popular para la investigación fundamental.
 
Al igual que con la espectroscopia de resonancia magnética nuclear bidimensional ([[2DNMR]]), esta técnica extiende el espectro en dos dimensiones y permite la observación de picos cruzados que contienen información sobre el acoplamiento entre diferentes modos. En contraste con 2DNMR, la espectroscopia infrarroja bidimensional no lineal también implica la excitación de armónicos. Estas excitaciones dan como resultado picos de absorción en estado excitado ubicados debajo de los picos diagonales y cruzados. En 2DNMR, se utilizan con frecuencia dos técnicas distintas, [[Espectroscopia de correlación|COSY]] y [[Espectroscopia de correlación|NOESY]]. Los picos cruzados en el primero están relacionados con el acoplamiento escalar, mientras que en el segundo están relacionados con la transferencia de espín entre diferentes núcleos. En espectroscopía infrarroja bidimensional no lineal, se han extraído análogos de estas técnicas 2DNMR. La espectroscopia infrarroja bidimensional no lineal con tiempo de espera cero corresponde a COSY, y la espectroscopia infrarroja bidimensional no lineal con tiempo de espera finito que permite la transferencia de población vibratoria corresponde a NOESY. La variante COSY de espectroscopia infrarroja bidimensional no lineal se ha utilizado para la determinación del contenido de estructura secundaria de proteínas. <ref>{{Cita publicación|url=https://pure.rug.nl/ws/files/6680272/2004JAmChemSocDemirdoven.pdf|título=Two-dimensional infrared spectroscopy of antiparallel beta-sheet secondary structure|fecha=June 2004|publicación=Journal of the American Chemical Society|volumen=126|número=25|páginas=7981–90|doi=10.1021/ja049811j|pmid=15212548}}</ref>
 
== Véase también ==
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