¿QUÉ ES MIRAS?

La espectroscopía infrarroja (IR) es sin duda la técnica de caracterización más utilizada en el mundo debido a su gran versatilidad, y la riquez de información que proporciona de sistemas moleculares. Además, en combinación con la microscopía empleando un sincrotrón como fuente de la radiación IR, se convierte en una herramienta única de enorme potencia y gran aplicabilidad. En los últimos años, la técnica MIRAS ha experimentado un crecimiento espectacular debido precisamente a su gran impacto en diversos campos, desde la biología y biomedicina, análisis forense e industrial, arqueometría y patrimonio cultural, hasta los materiales poliméricos y cerámicos, geología y astrofísica, entre otros. En la actualidad, hay más de 20 líneas de sincrotrón IR, y la construcción de nuevas líneas para IR y microespectroscopía IR están proyectadas en casi todos los sincrotrones del mundo.Esquema de un sincrotrón

BREVE HISTORIA DE MIRAS

Una fuente puntual de radiación infrarroja de baja divergencia con un alto flujo fotónico por área y ángulo, es decir de alta “luminosidad” o brightness, dos o tres ordenes de magnitud mayor que un cuerpo negro convencional1,2, puede acoplarse de forma sencilla a un microscopio, concentrando todo el flujo en un área pequeño de entre 5 – 10 μm. Esta fuente ideal de IR se encuentra en un sincrotrón. Ha sido demostrado que en la región de IR mediano (< 25 μm) puede proporcionar un brillo 1000x el de un globar y, consecuentemente, una mejora espectacular en la relación señal:ruido.

Imagen de un microscopio IRLa utilización de un sincrotrón (s2) como fuente de radiación IR es conocida desde 1982 cuando fué demostrado experimentalmente en Brookhaven National Laboratory (EE.UU).3 La primera instalación de Microespectroscopia IR con Radiación Sincrotrón (MIRAS) fue construida en Brookhaven en 1993.4 Desde entonces la técnica se ha extendido y hoy está disponible en más de 15 beamlines en sincrotrones de diversos lugares del mundo.

REFERENCIAS

  1. W.D. Duncan, G.P. Williams, Appl. Opt. 22 (1983) 2914
  2. G.L. Carr, P. Dumas, C.J. Hirschmugl, G.P. Williams, Il Nuovo Cim. 20 (1998) 375
  3. G.P. Williams, Nucl. Instr. and Meth. 195 (1982) 383
  4. J.A. Reffner, P.A. Martoglio, G.P. Williams, Rev. Sci. Instrum. 66 (1995) 1298

CARACTERÍSTICAS TÍpicas de UnA BEAMLINE

Hay muchas beamlines de IR funcionando en la actualidad, tanto en Europa como en el resto del mundo. Se encuentran enlaces directas a muchos al final de esta página. En la siguiente table se presentan algunas cifras tipicamente encontrada en líneas modernas de IR con radiación sincrotrón*:

Especificaciones típicas
  
Fuente
 Bending Magnet (BM) o Edge radiation (ER) o ambos
Rango de energías
 0.4 µm to 100 µm
Flujo en el primer elemento óptico
 > 1 e+14 Phot/s/0.1%bw at 10 µm for 500 mA stored current
Resolución de energía
 Depend e del sistema interferométrica. Puede variar tipicamente entre 0.5 cm-1 (estandar) y 0.0007 cm-1 (alta resolución)
Tamaño del haz en la muestra (microscopía)
 Entre 5x5 µm2 y 15x15 µm2
Flujo en el espectrómetro
 > 2 e+14 Phot/s/0.1%bw a 10 µm antes de la entrada
Detectores
 MIR, NIR y far-IR. Sistemas de imagen (FPA)
 
* Los valores actuales varían y dependen de las características de diseño del sincrotrón.

¿PARA QUÉ VALE MIRAS?

Seguir los enlaces para ver algunos ejemplos de los tipos de estudios se puede realizar con MIRAS.

MIRAS EN EL MUNDO

A continuación se presentan enlaces a algunos sincrotrones con información y detalles de las líneas de IR operacionales en la actualidad:

Una actualización más reciente de las líneas de IR se puede encontrar en la siguiente revisión.