石棉纖維拉曼分析

令人窒息的石棉

石棉作為一種天然礦物，因其耐熱性和耐用性，在20世紀(jì)得到了廣泛應(yīng)用。石棉還具備多功能性，可被應(yīng)用于建筑、造船和汽車(chē)制造等行業(yè)。

石棉是天然的纖維狀的硅酸鹽類(lèi)礦物質(zhì)的總稱(chēng)，一般來(lái)說(shuō)，石棉材料長(zhǎng)度超過(guò)5µm，直徑小于為3µm，長(zhǎng)寬比至少為3:1。

盡管石棉用途廣泛，但對(duì)健康的危害也很大。在石棉的加工和處理的過(guò)程中，產(chǎn)生的石棉纖維會(huì)漂浮在空氣中，很容易被人體吸入。

一旦進(jìn)入肺部，這些小的纖維就會(huì)引起嚴(yán)重的健康問(wèn)題，包括肺癌、石棉肺和間皮瘤。因此，已經(jīng)實(shí)施了限制其使用和減少暴露的法規(guī)。

現(xiàn)在，人們正在努力清除舊建筑中的石棉，以安全的替代品取而代之。面臨的挑戰(zhàn)是石棉纖維有時(shí)隱藏在其他材料中，外觀上與非石棉物質(zhì)相似。

外部鋪著石棉瓦的老屋

因此，我們需要委托專(zhuān)業(yè)公司，使用復(fù)雜的分析技術(shù)（例如，掃描電子顯微鏡（SEM）或X射線衍射儀（XRD））來(lái)鑒別石棉。

雖然這些方法是鑒別石棉的標(biāo)準(zhǔn)選擇，但需要大量的樣品制備和高度專(zhuān)業(yè)的工作人員。此外，SEM和XRD測(cè)試方法本身也有局限性。

SEM能夠提供元素圖，但無(wú)法鑒別礦物；XRD能夠鑒別礦物，但卻無(wú)法提供成像。然而，在石棉分析中，同時(shí)鑒別石棉礦物，并測(cè)定其纖維尺寸，都是至關(guān)重要、缺一不可的。

拉曼顯微鏡能夠彌補(bǔ)這些技術(shù)的不足，它是被石棉分析領(lǐng)域被忽視的一個(gè)方法。拉曼顯微鏡既能鑒別物質(zhì)，又能進(jìn)行成像，是SEM和XRD的可行替代方法。

這就是布魯克全新收購(gòu)的RAMANtouch的用武之地！它通過(guò)提供高分辨率的拉曼成像，能夠分析和描繪納米級(jí)別的纖維。我們可以通過(guò)下方例子來(lái)說(shuō)明RAMANtouch的功能。

RAMANtouch拉曼顯微鏡

在一棟使用了可能含有石棉防火材料的建筑物中，我們采集了一個(gè)樣本，并將獲得的樣本光譜與譜庫(kù)進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該樣品材料確實(shí)是由溫石棉（一種石棉）制成的。

除了鑒別纖維外，我們還對(duì)該纖維進(jìn)行了成像，這對(duì)于測(cè)定纖維的尺寸至關(guān)重要：因?yàn)椴皇撬械墓杷猁}材料都可以被定義為石棉，該材料呈纖維狀，長(zhǎng)度超過(guò)5µm，直徑小于為3µm，長(zhǎng)寬比至少為3:1。它是材料能否被歸類(lèi)于石棉的判定標(biāo)準(zhǔn)。

在測(cè)定纖維尺寸期間，我們使用溫石棉的特征峰值389 cm^-1，生成了樣品的彩色編碼圖（見(jiàn)下），每種顏色代表樣品中不同位置的峰值強(qiáng)度。

這張圖片說(shuō)明了石棉之所以如此危險(xiǎn)的原因。盡管此處檢測(cè)到的溫石棉被認(rèn)為比外形更薄、更長(zhǎng)的青石棉危險(xiǎn)性要低，但末端鋒利的纖維外形依然非常明顯。

疑似石棉纖維的光譜和拉曼成像。樣品光譜與溫石棉（一種典型的石棉礦物）相符

通過(guò)使用RAMANtouch進(jìn)行分析，可明確建筑物中是否含有石棉。了解了纖維的化學(xué)成分和尺寸后，我們就可以安全地處理該材料。

檢測(cè)和量化有害礦物顆粒是布魯克設(shè)備的一項(xiàng)重要工作。