• 本文目录导读：
• 1、傅里叶红外光谱的基本原理
• 2、傅里叶红外光谱在材料科学中的应用
• 3、傅里叶红外光谱在食品科学中应用
• 4、傅里叶红外光谱在环境监测中应用

傅里叶红外光谱的基本原理

傅里叶变换是将一段不规则或复杂的波形转化成若干个不同频率的正弦或余弦函数之和，这种变换可以分解出高阶、中阶和低阶频率信号。而在实验上通过测量样品吸收了哪些波长的辐射以及它们被减少了多少来分析样品组成和结构。因此，傅里叶红外光谱（FTIR）技术可称为一种非常重要且有价值的分析工具。

在FTIR仪器中，制备好测试样品并经过压片等操作后，在一个特定范围内扫描一系列连续发生器振荡时间点，并记录每个时间点时所施加电场下被检测到可见/紫外线 与 检测样品 第二引擎路程 的反(reflectance) 强度或透过(intensity) 强度 。最终得到 所谓“扫描图”(scan)，即 FTIR 光谱曲线。

由于结果是基于微物质对特定入射能量光的吸收，所以它可以用于物质结构和化学反应的定性分析，并且可量化成份、测定含量或评估反应程度。FTIR 环境下还能够实现对样品非破坏性检测， 具有良好的灵敏度、选 择 性以及重复性等特点。

傅里叶红外光谱在材料科学中的应用

FTIR 可广泛地应用于材料科学领域。主要包括：高聚物合成与表征；无机胶体和生物大分子理化表征；液晶、功能薄膜和多孔介电材料等新型功能材料形态表征；粒径大小对比分析所引发共振拉曼(RES)近场显微技术开展之光谱数据控制等。本期我们仅摘取其中几篇优秀文献进行简单总结。

1. FTIR 作为一种有效手段辨别氧同位素

氧同位素是构成水平衡稳定同位体系必不可少的元素之一。传统上依靠基础设施建设通过标记放射转移核生成法来达到跟踪符环级别调查分析。但是，除了放射性物质来源的研究外，在化学系统中追踪和解释氧同位素方面仍存在很多瓶颈。

通过 FTIR 技术来辨别 水 和 HDO 的交换过程被认为是一种极其有效的手段 ，可验证液相模拟实验和 gas-phase 理论工作之间的结构差异，并明确各页面环节中所引导大量微观细节信息。

2. 傅里叶变换红外光谱技术在生物材料方面应用

FTIR 可以用于新型材料如羟基乙酸/chitosan/glycerol混合水凝胶（HCA）等的表征 。Wenjie Chen, Xueguan Song and Hongxia Guo 2010年提出并利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X形成价能荧光(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)等多种方法对HCA进行了综合表征，并评估其特定功能，例如水含量及载药行为。

此类结构与组织混合体特点使得掌握它们有可能在灵活运动自如或柔软、高透气度甚至具有肌肤感触属性上发挥特殊优势。作者此次发现HCA可作为一种新型与大自然相容性好同时改善皮肤渗透因素的载药体系，有望在护理和治愈上具备潜力。

傅里叶红外光谱在食品科学中应用

1. 食品成分分析

FTIR可以将复杂样品的组分精确地分类并确定其化学结构，如蔬菜类、水果类、肉类、糖果等食物均能通过该技术得到最准确再现之组成表象；也可对不同加工过程后的所生产别称条干或晒干变化详细掌握组份差异信息。

通过这些数据对料源质量和年度规律进行多头比较，并据以制定合理标准及操作流程是整个生鲜保障链系统运行效益提升的根本之举。

2. 食物营养价值评估

FTIR还经常被用来检测食物中含有哪些营养元素，例如蛋白质、碳水化合物和脂肪等。利用比例关系，我们可以了解某种食材是否符合人体健康要求以及日常摄入规律。例如，一些人偏向于素食主义生活方式，需要大量的植物蛋白质和其他营养成分来保持身体健康。

傅里叶红外光谱在环境监测中应用

1. 检测污染物

FTIR技术可广泛地应用于水、空气和土壤等生态系统示范场下的自然环境检测领域。而以高通量模式进行诊断性试验则是这类分类及追寻过程直接有效之甄别方法。

对于亚硝酸盐、硫酸根离子等有害元素或特定化合物含量超标时得以通过 FTIR 这种无损检查手段降低数据处理瓶颈，并就容易获取分析结果呈现出额外裨益交流与决策。

2. 识别微粒污染来源

另外，越来越多研究者将FTIR红外光谱分析技术用于治理雾霾。例如指纹法可以快速准确地判断微小颗粒（PM）来源类型，并发现未知不确定因素拼凑成本次排放所导致机理学情形；并去一定程度保证公正

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