Che cos'è uno spettrofotometro ultravioletto-visibile?

Spettrofotometro ultravioletto-visibile  Lo spettrofotometro UV-Vis è uno strumento analitico di fondamentale importanza, sia nei campi della ricerca scientifica come fisica, chimica, biologia, medicina, scienza dei materiali, scienze ambientali, ecc., sia nell'industria chimica, nella medicina e nei test ambientali. Nei moderni reparti di produzione e gestione, come ad esempio la metallurgia, gli spettrofotometri UV-Vis trovano ampie e importanti applicazioni.

Lo spettrofotometro è stato inventato da Duboscq e Nessler che, nel 1854, applicarono la legge di Lambert-Beer all'analisi quantitativa in chimica, progettando il primo colorimetro. Nel 1918, l'American National Bureau of Standards produsse il primo spettrofotometro UV-Vis. Da allora, lo spettrofotometro UV-Vis è stato continuamente migliorato e sono emersi vari tipi di strumenti, come quelli con registrazione automatica, stampa automatica, display digitale e controllo a microcomputer, che hanno costantemente migliorato la sensibilità e la precisione del metodo fotometrico, ampliandone anche il campo di applicazione. Attualmente sul mercato esistono due tipologie principali di prodotti: lo spettrofotometro a reticolo di diffrazione a scansione e lo spettrofotometro a reticolo fisso.

Spettrofotometro UV

Lo sviluppo dello spettrofotometro UV

Per quanto riguarda i componenti di divisione della luce, si sono susseguiti prismi, reticoli incisi a macchina e reticoli olografici. I reticoli olografici a gradini commercializzati hanno rapidamente sostituito i reticoli incisi tradizionali. In termini di controllo dello strumento, con l'avvento dei microcomputer a chip singolo, dei microprocessori e della combinazione di tecnologie software e hardware, il controllo manuale iniziale si è evoluto in controllo automatico. Per quanto riguarda la visualizzazione, la registrazione e la rappresentazione grafica, inizialmente si utilizzava il potenziometro per l'indicazione e il disegno tramite plotter, poi sono stati impiegati i voltmetri digitali per la visualizzazione digitale. Oggi si utilizzano più frequentemente schermi LCD o schermi di computer. Per quanto riguarda i rivelatori, inizialmente si utilizzavano fotocellule e fototubi, poi si sono diffusi tubi fotomoltiplicatori e persino array di fotodiodi. L'applicazione combinata del rivelatore ad array e del reticolo concavo ha portato a un salto qualitativo nella velocità di misurazione dello strumento.

In termini di configurazione degli strumenti, si è passati da un singolo raggio a un doppio raggio. Oggi quasi tutti gli spettrofotometri avanzati sono a doppio raggio. Alcuni strumenti ad alta precisione utilizzano un doppio monocromatore, che migliora notevolmente le prestazioni dello strumento in termini di risoluzione e luce diffusa. Grazie allo sviluppo della tecnologia dei circuiti integrati e della tecnologia delle fibre ottiche, e all'uso combinato di nuove tecnologie come piccoli reticoli olografici concavi, rivelatori a matrice e interfacce USB, sono stati realizzati spettrofotometri UV-visibili portatili, versatili, miniaturizzati e persino di dimensioni palmari. Lo sviluppo della tecnologia optoelettronica e della tecnologia MEMS ha reso possibile l'integrazione di elementi spettroscopici e rivelatori su un singolo substrato per realizzare spettrofotometri miniaturizzati. Con la crescente maturità della tecnologia e dell'industria delle sorgenti luminose a diodi a emissione di luce (LED), gli spettrofotometri piccoli, portatili ed economici che utilizzano i LED come sorgenti luminose sono diventati un argomento di grande interesse per la ricerca e lo sviluppo. Oltre alla dispersione spaziale, alcuni ricercatori hanno anche studiato l'applicazione del filtraggio a modulazione acusto-ottica e della spettroscopia a trasformata di Fourier nella regione ultravioletta-visibile.

Il software di uno strumento può migliorarne notevolmente le prestazioni e il valore. Oltre al software di controllo e al software generico di analisi ed elaborazione dati, molti strumenti dispongono di software di analisi specifici per diverse applicazioni industriali, offrendo grande praticità agli utenti.