近(jin)紅外(wai)光譜的(de)波長(chang)範圍及其價(jia)值(zhi)

　　在分析科學領(ling)域，近(jin)紅外(wai)光譜（NIR）技(ji)術猶如(ru)壹雙(shuang)擁(yong)有“超能力(li)”的(de)眼(yan)睛，能夠穿(chuan)透許(xu)多物質(zhi)表層，洞(dong)察其內在的(de)化學(xue)成(cheng)分與物(wu)理(li)結構(gou)。這(zhe)壹(yi)切(qie)的(de)起點(dian)，都(dou)源(yuan)於壹個特定(ding)的(de)電磁波(bo)區(qu)域——近(jin)紅外(wai)波長(chang)範圍。這(zhe)個看(kan)似簡(jian)單的(de)區(qu)間(jian)，正(zheng)是連接(jie)微觀(guan)分子世(shi)界(jie)與宏(hong)觀(guan)分析應用的(de)橋梁。
 

　　壹、明確(que)的(de)邊界(jie)：介(jie)於可見(jian)與中(zhong)紅外(wai)之(zhi)間(jian)

　　近(jin)紅外(wai)光譜的(de)波長(chang)範圍有著明確(que)的(de)定義。它(ta)緊鄰(lin)可(ke)見(jian)光的(de)紅色(se)波(bo)段之(zhi)外(wai)，起始(shi)於約(yue)780納米(mi)（nm），並延伸(shen)至(zhi)2526納米(mi)（nm）。根據(ju)ASTM的(de)定義，該(gai)範圍更(geng)常(chang)被表示為(wei)波數(shu)，即12820cm⁻¹到3959cm⁻¹之(zhi)間(jian)。

　　這(zhe)個區(qu)域並(bing)非(fei)隨(sui)意劃定(ding)，而是由(you)其物(wu)理(li)本(ben)質(zhi)決定(ding)的(de)。它(ta)恰(qia)好位(wei)於可見(jian)光(guang)區(qu)與中(zhong)紅外(wai)（MIR）區(qu)之(zhi)間(jian)，形成(cheng)了壹(yi)個承上(shang)啟(qi)下的(de)獨特過(guo)渡帶。與中(zhong)紅外(wai)光譜主(zhu)要(yao)探(tan)測(ce)分子基頻(pin)振(zhen)動（分子化學(xue)鍵的(de)強烈(lie)伸(shen)縮和(he)彎曲(qu)）不同，近紅外(wai)光譜捕(bu)捉(zhuo)的(de)是分子中C-H、O-H、N-H等化(hua)學(xue)鍵(jian)的(de)倍頻(pin)與合(he)頻(pin)吸收(shou)。這(zhe)些(xie)吸(xi)收(shou)信(xin)號(hao)雖較弱(ruo)，卻蘊含著豐(feng)富(fu)的(de)信(xin)息，成(cheng)為(wei)了NIR分析的(de)基礎。

　　二(er)、範圍細分：揭(jie)示(shi)不同層次的(de)信(xin)息

　　為(wei)了(le)更(geng)好(hao)地(di)研(yan)究(jiu)和(he)應用，近(jin)紅外(wai)波段(duan)常(chang)被細分為兩(liang)個子區(qu)域：

　　1.短(duan)波(bo)近(jin)紅外(wai)：該區(qu)域是氫鍵（特別是O-H）信(xin)息較(jiao)豐(feng)富(fu)的(de)區(qu)域，穿(chuan)透能力(li)強(qiang)。因此，它(ta)非(fei)常(chang)適用(yong)於在線(xian)、無(wu)損(sun)檢測(ce)，如直(zhi)接(jie)透過(guo)玻璃(li)瓶或塑(su)料包(bao)裝(zhuang)對(dui)藥品、農產品進(jin)行(xing)成分分析。在智(zhi)能手機(ji)和(he)便攜(xie)式(shi)傳感(gan)器(qi)中(zhong)，也常(chang)見該(gai)波段(duan)的(de)應用(yong)。

　　2.長(chang)波近(jin)紅外(wai)：此區(qu)域包(bao)含(han)了更(geng)多(duo)有機物(wu)（如(ru)油(you)脂(zhi)、蛋(dan)白質(zhi)、澱(dian)粉）的(de)特征(zheng)吸(xi)收(shou)峰，信(xin)息量更(geng)為(wei)密(mi)集(ji)和具(ju)體。雖然穿(chuan)透性稍弱(ruo)，但更(geng)適合(he)用於實驗室或(huo)工(gong)業現(xian)場的(de)精確(que)定(ding)量分析，是糧(liang)油(you)、制藥、化工(gong)等行(xing)業質(zhi)量控(kong)制的(de)黃(huang)金波段(duan)。

　　三(san)、範圍的(de)價值(zhi)：為(wei)何這(zhe)個區(qu)間(jian)如(ru)此重要(yao)？

　　近紅外(wai)波長(chang)範圍的(de)獨特地(di)位(wei)，賦予(yu)了(le)它(ta)應(ying)用優(you)勢：

　　1.無(wu)損(sun)與快(kuai)速(su)：得(de)益於較弱(ruo)的(de)吸收(shou)系(xi)數(shu)，近紅外(wai)光可(ke)以穿(chuan)透樣(yang)品(pin)，實現(xian)真正(zheng)的(de)無(wu)損(sun)檢測(ce)。結合(he)現(xian)代光學與算(suan)法(fa)，壹次(ci)掃(sao)描(miao)可(ke)在秒(miao)級(ji)時間(jian)內完成(cheng)多(duo)組分分析。

　　2.強大的(de)適應(ying)性：該波(bo)段能夠穿(chuan)透玻璃(li)、塑(su)料等常(chang)見包(bao)裝(zhuang)材(cai)料，使得(de)原(yuan)位(wei)在線(xian)分析成為可(ke)能，廣泛(fan)應用(yong)於工(gong)業生(sheng)產線(xian)上(shang)。

　　3.信(xin)息richness：雖然吸收(shou)峰重(zhong)疊(die)嚴重，但(dan)正(zheng)是這(zhe)個範圍內的(de)海(hai)量微弱(ruo)信(xin)號(hao)，通過化學計量學(xue)算(suan)法(fa)被挖(wa)掘出來，用(yong)於構(gou)建(jian)復雜(za)樣(yang)品(pin)的(de)定量與定(ding)性模型。

　　總(zong)而言之(zhi)，近(jin)紅外(wai)光譜的(de)波長(chang)範圍遠非(fei)壹(yi)串(chuan)簡(jian)單的(de)數(shu)字。它(ta)是壹個精(jing)心設計的(de)“光學(xue)窗(chuang)口(kou)”，讓(rang)我們能夠以非(fei)侵入(ru)的(de)方式(shi)窺探(tan)物質(zhi)的(de)內部世(shi)界(jie)。從(cong)農產品品(pin)質(zhi)鑒定(ding)到藥品生(sheng)產監控(kong)，從(cong)石油(you)化工(gong)到biomedical檢測(ce)，正(zheng)是這(zhe)個特定(ding)的(de)波段(duan)，將(jiang)光(guang)子的(de)能量與分子的(de)信(xin)息連(lian)接(jie)，驅動著現(xian)代分析技(ji)術向著更(geng)綠(lv)色(se)、更(geng)高效、更(geng)智(zhi)能的(de)方向不(bu)斷(duan)發(fa)展。