スペクトログラフは、ボトルを開けることなく、さまざまなウイスキーの品種を区別しました

ビデオ: スペクトログラフは、ボトルを開けることなく、さまざまなウイスキーの品種を区別しました

Отличия серверных жестких дисков от десктопных
ビデオ: 【Whisky】6月に購入したウィスキーを紹介します。 2023, 2月
スペクトログラフは、ボトルを開けることなく、さまざまなウイスキーの品種を区別しました
スペクトログラフは、ボトルを開けることなく、さまざまなウイスキーの品種を区別しました
Anonim
Image
Image

物理学者は、ボトルを開けることなく、空間シフトラマン分光法を使用して高価なウイスキーを互いに区別することができました。科学者たちは、レーザービームに環状の形状を与えるレンズであるアキシコナスを使用して、観察に対するガラスの影響を排除することに成功しました。研究者は、標準的な空間シフトラマン分光法に対するこの方法の利点を実証し、高価なアルコール飲料のさまざまなブランドを正確に識別するために使用できることを示しました。ジャーナルAnalyticalMethodsに掲載された記事の著者によると、アキシコンを備えた分光システムは、アルコールの信憑性を検証するための簡単で安価な方法です。

光のラマン散乱(ラマン散乱またはラマン効果とも呼ばれます)は、非弾性散乱中に物質に入射する光の周波数を変化させる効果です。弾性レイリー散乱とは異なり、この現象では、物質の分子とそれに当たる光の量子との間でエネルギーの交換があり、伝達されるエネルギーの量は物質の分子構造に依存します。その結果、散乱線のスペクトルに新しいスペクトル線が現れ、その位置から照射された物質の化学組成を判断することができます。物質の組成と構造を研究するこの化学分析の方法は、ラマン分光法と呼ばれます。

通常、ラマン分光器では、プローブレーザービームと調査対象の物体によって散乱された光が重なります。つまり、光学スキームの同じセクションを使用して放射線を供給および収集します。この方法は、散乱光の捕捉効率を高めますが、必然的に、試験物質を取り巻く、または試験物質に向かう途中の物質のスペクトルを記録します。この影響を回避するために、物理学者は空間オフセットラマン分光法(別名SORS)を使用します。その中で、供給および収集された放射線の焦点面は互いにわずかにずれており、これにより副材料からの不要な信号が減少しますが、調査対象の物体からの放射線の強度もそれに伴って減少します。

SORSの代わりに、いわゆる逆SORSまたはiSORSは、放射線源としてリング状のレーザービームを使用します。この方法により、入射光の強度を高め、放射線の照射と登録の領域を部分的に区切ることができます。セントアンドリュース大学のKishanDholakiaが、ボトルに入ったウイスキーのラマンスペクトルを決定するために彼の研究で使用したのはiSORSでした。

物理学者は、axiconusを使用しました。これは、それに入射する直接光線をリングに変換するレンズであり、その焦点でベッセル光線が良好な回折低減で形成されます。その結果、環状ビームがボトルの壁に当たり、それは容器の内側の点にのみ焦点を合わせ、レーザーで照らされていないガラスを通して光学スキームに戻りました。分光計の前にある絞りは、ガラス上の散乱を観測から除外し、アルコールのみのレーザービームのラマン散乱のスペクトル線を研究することを可能にしました。

Image
Image

実験装置の図。

ボトル内のアルコールの化学組成を分析する際のSORSと比較したiSORSの有効性を示すために、科学者は2番目の方法もテストしました。 SORSの場合、ガラスのスペクトル線は、その強度が高いため、強アルコール中のエタノールやその他の不純物に対応するスペクトルの登録を強く妨げることが判明しました。一方、iSORSは、測定へのガラスの寄与が大幅に低いため、ウイスキーに固有のすべてのスペクトル線を分離することを可能にしました。

Image
Image

標準的なラマン分光法のプロセスとiSORSプロセスで得られたスペクトルの違い

さまざまな種類のスピリッツを区別するために、科学者は主成分分析法を使用しました。物理学者は、iSORSの助けを借りて、ウォッカ、ジンだけでなく、同じメーカーの異なる熟成のウイスキーさえも高精度で分離できることを示しました。これは、ウイスキーにさまざまな化学組成の何千もの添加物が含まれているために可能です。これらの添加物は味、色、香りの原因であり、その濃度は樽での熟成時間に依存します。

Image
Image

「ネイティブ」ボトル内のさまざまな強アルコールの主成分の方法におけるパラメータの違い

研究では市販のスピリッツのみを使用しましたが、さまざまなブランドのウイスキーと長年の熟成を識別する際に得られた精度は、将来、ボトルを開けることなくアルコールの真正性を検証するためにラマン分光法を使用できることを期待しています。さらに、著者によると、iSORSは、SORSよりも効果的であるだけでなく、はるかに安価で単純である可能性があるため、この技術をアルコール業界や広範なテストで使用することは非常に現実的です。

化学者がガラスの底の痕跡によってウイスキーを認識することをどのように学んだかについては、すでに話しました。そしてその前に、人工の「舌」の助けを借りた化学者は、本物のウイスキーを偽造品と区別していました。

トピックによって人気があります