＜スペクトルあれこれ＞(3) 分光スペクトル（透過率と吸光度）

サンプルに入射/透過した光量は、透過率で表すと理解しやすい。物質に光が入射した時、入射した光全部が透過したとすると物質は透明になるが、100%の光が透過することは実際にはほとんどなく、透明に見えるガラスでも、ガラス面に入射した光は約4%（ガラスの屈折率を1.5、空気の屈折率1とすると）が反射（フレネル損）する。この場合透過率は96%になる。しかし多くの場合、透過率より吸光度でスペクトルを示すことが多い。これは図Ar3-1に示すランバート･ベールの法則によるところが多い。サンプル特有のモル吸光度係数とサンプルの厚さが既知とするとスペクトルの吸光度からサンプルの濃度が推定できるからだ。

                           

図Ar3-2にポリスチレン板の赤外域波数と透過率の例を示す。

ポリスチレンは赤外域に幾つかの強い特徴的な吸収を持ち幾つかのピークは、波数（波長）の基準にも用いられている。理科年表には幾つかの物質の吸収波数（波長）が記載されていて、ポリスチレンも3026cm^-1、2925cm^-1、2849cm^-1等基準になる吸収波数が記載されている。、それぞれの吸収ピークは、化学構造と対応し、2925, 2849cm^-1は ”-CH2-”、3026m^-1は”ベンゼン環とＣＨ”に依存している（図Ar3-3）。

 

 

＜文献探索から＞ (3) 2-ｵｷｻｿﾞﾘﾝﾎﾟﾘﾏｰの吸水：温度依存フーリエ変換赤外 (FTIR) 分光法と2次元相関解析 (2DCOS)

原題：Water Uptake of Poly(2-N-Alkyl-2-Oxazoline)s: Temperature-Dependent Fourier 　　　Transform Infrared (FT-IR) Spectroscopy and Two-Dimensional Correlation Analysis (2DCOS)

出典： Applied Spectroscopy Vol. 66 No.10, 2012
著者：E. F.-J. Rettler, M. V. Vnger, R. Hoogenboom, H. W. Siesler, U. S. Schubert
抄録：
アルキル側鎖の長さを変えたポリ（2-オキサゾリン）の温度を変化させて水素結合と結晶化のメカニズムを調べるために、一般化２次元相関分光法（2DCOS）と摂動相関Moving-Window２次元相関法 (PCMW2D)を用いた。1645cm^-1付近のC＝O伸縮振動領域を2DCOSとPCMW2Dでモニターしたところ、加熱途中での物質の挙動解釈に有用な情報が得られた。サンプルから水が解離する際に、ゆるく吸着した水と水素結合水を明瞭に区別することが出来た。又側鎖にイソプロキル基を持つ２－オキサゾリンでは、結晶化プロセスでガラス転移点と融点の間でモニターすることが出来た。加熱途中のサンプルの挙動モニタには熱量計測装置（TGA）が使用された。

2-オキサゾリン：オキサゾリン（oxazoline）は化学式C3H5NOを持つ5員環複素環式化合 物。ポリ(2 ーアルキル-2-オキサゾリン)はアルキル基の種類を変化させることにより、多様な機能性高分子の合成が可能で、活発な研究がなされている。

2DCOS：スペクトルの吸収帯間の強度相関を相関関数を用いて解析する手法で、温度変化、化学反応、圧力変化等多様な変化（摂動）に対応できる。

PCMW2D：2DCOSを発展させた手法で、2DCOSでは見ることの出来ないスペクトルの変化と摂動の変化の相関を見ることが出来る。

注）2DCOS, PCMW2Dの詳細については、下記参照ください。
　<< http://science.kwansei.ac.jp/~ozaki/NIR2DCorl.html>>