La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (spectroscopie IRTF ou FTIR Fourier Transform Infrared spectroscopy) permet d'acquérir de manière non destructive le spectre d'émission, d'absorption dans l'infrarouge d'échantillons solides, liquides ou encore gazeux. Cette signature spectrale est obtenue après le traitement des données brutes par transformation de Fourier.

Chaque groupe fonctionnel possède une fréquence de résonance qui lui est spécifique. 

La technique FTIR est basée sur les transitions entre des états d'énergie vibratoire. Une liaison chimique peut être comparée à un ressort et les atomes qui la composent à des masses accrochées à ses extrémités. Lorsqu'une radiation électromagnétique (infra-rouge), de fréquence similaire à la fréquence propre de cette liaison, traverse l'échantillon, le faisceau lumineux est absorbé.

Les spectres acquis en FTIR renseignent sur les différents groupements fonctionnels présents dans un échantillon organique ou inorganique.

La longueur d'onde de chaque pic d'absorbance IR est représentatif des liaisons chimiques intrinsèques de la molécule analysée. Il peut être assimilé à l'empreinte digitale des groupes fonctionnels correspondants (par exemple, C-H, O-H, C=O, etc.). Un faisceau de photons dans le domaine des longueurs d'onde IR (400 à 4 000 cm^-1) est utilisé comme source d'excitation de l'échantillon à analyser : le signal résultant de son absorption / transmission par l'échantillon est dirigé vers un interféromètre de Michelson

qui est constitué d'un ensemble de miroirs réfléchissants ou semi-réfléchissants, fixes ou mobiles. Selon la configuration des miroirs, chaque longueur d'onde est périodiquement arrêtée ou transmise vers l'échantillon. Avant d'être focalisée sur le détecteur, qui enregistre l'ensemble des données en vue d'un retraitement logiciel par transformée de Fourier. Le spectre de transmittance ou d'absorption obtenu renseigne sur les bandes d'absorption qui dépendent de la nature des liaisons chimiques (simple ou multiple), des atomes concernés et de leur environnement au sein de la molécule.

L'intensité des absorbances de chaque pic est proportionnelle à la concentration des groupes fonctionnels. 

Il est possible de quantifier la concentration des groupes fonctionnels présents dans un échantillon, en comparant les intensités des bandes vibrationnelles mesurées sur un échantillon avec des courbes de calibration. La caractérisation micro-FTIR peut être effectuée en mode transmission ou réflexion. Equipé d'un ATR (Attenuated Total Reflection) et d'un microscope, notre spectrophotomètre FTIR réalise des analyses suivant trois modes : spectroscopie FTIR en transmission, spectroscopie FTIR en mode ATR et micro-FTIR en mode imageur. Des signaux sont collectés avec une haute résolution spatiale (de l'ordre de quelques micromètres). 

Le couplage d'un infrarouge avec un microscope permet la visualisation et la cartographie de groupements fonctionnels à l'échelle micrométrique.

 

MODE SPECTROSCOPIE 

Acquisition d'un spectre de transmittance/absorption
Par la détection des ondes transmises après interaction d'un faisceau IR avec l'échantillon en mode transmission, ATR ou micro-FTIR.
 

MODE CARTOGRAPHIE

Imagerie de la répartition d’un ou plusieurs groupes fonctionnels en surface d'un échantillon
Acquisition des spectres IR pixel par pixel sur une surface déterminée.

Spécifications techniques micro-FTIR

 

• Type de détecteur : DTGS
• Gamme spectrale : 7800 - 450 cm^_-1
• Signal détecté : transmission, réflexion et ATR
• Éléments détectés : groupes fonctionnels moléculaires
• Type d'analyse : qualitative & quantitative
• Signal sur bruit : 2 100 – 2 000 cm^-1 (100 μm) : Mieux que 25,000:1
• Caméra CCD

Forces du micro-FTIR

 

• Analyse de très nombreux matériaux organiques et inorganiques
• Identification des groupes fonctionnels 
• Méthode quantitative
• Cartographie chimique de la surface d'un échantillon avec une résolution latérale micrométrique