Ilmu di Balik Keajaiban Non-Destruktif NIR

Jul 01, 2025

Spektroskopi inframerah-dekat (NIR) merevolusi analisis material dengan mengekstrak data kritis tanpa mengubah sampel. Rahasianya terletak pada pemanfaatan interaksi cahaya-materi pada 950–1650 nm – di mana foton mengungkap rahasia molekuler melalui dua mekanisme utama:

1.Fisika Deteksi Non-Destruktif

Mode Refleksi Difus

Ketika cahaya NIR mengenai sampel padat/granular (misalnya, biji-bijian), cahaya tersebut:
▶ Menembus 1–5 mm di bawah permukaan
▶ Tersebar akibat interaksi dengan ikatan C-H/O-H
▶ Dipantulkan kembali membawa data komposisi

Contoh: Menganalisis protein gandum tanpa menggiling biji.

Mode Transmisi

Untuk cairan/bahan transparan (misalnya, minyak):
▶ Cahaya melewati sampel
▶ Panjang gelombang spesifik diserap oleh ikatan molekuler
▶ Detektor mengukur intensitas cahaya yang dilemahkan

Contoh: Menguji kemurnian minyak zaitun dalam hitungan detik.

2.Kejeniusan Jalur Cahaya IAS-5100: Pencahayaan Samping yang Dipatenkan

NIR tradisional kesulitan dengan sampel yang tidak rata. Inovasi IAS-5100 memecahkan masalah ini:

Cara kerjanya:

Teknologi Pencampuran Cahaya: Cahaya yang dipancarkan dari samping menyelimuti partikel, melipatgandakan area analisis efektif.

Tidak Perlu Digiling: Biji-bijian utama/pelet menghasilkan akurasi tingkat laboratorium (SEC* ≤0,2%).

Dampak dunia nyata: Mendeteksi kantong kelembapan tersembunyi dalam butiran beras yang terlewatkan oleh sistem dari atas ke bawah.

3. Mekanika Kuantum Interaksi Cahaya-Materi

Penguraian 'Sidik Jari' Molekuler

Penyerapan Energi:
Foton menggerakkan ikatan molekuler (C-H, O-H) ke keadaan vibrasi yang lebih tinggi.
Δ E=hν(h=konstanta Planck, ν=frekuensi cahaya)Δ E =hν(h=konstanta Planck, ν=frekuensi cahaya)

Tanda Spektral:
Setiap ikatan menyerap panjang gelombang unik (misalnya, O-H: 1450 nm, C-H: 1730 nm).

Interpretasi Sinyal:
Intensitas penyerapan yang terdeteksi dikonversi menjadi konsentrasi kimia melalui model kemometrik.

Mengapa Kedalaman Penetrasi Penting

Jenis Sampel

Kedalaman Optimal

Akurasi Data

Whole grains

2–3 mm

Protein: ±0.25%

Powders

0,5–1 mm

Kadar Air: ±0,15%

Minyak

Transmisi penuh

FFA*: ±0,05%

*FFA: Asam Lemak Bebas