Mikrospektrofotometrie a její použití ve forenzní analýze Vik, M. a Viková, M. Laboratoř Měření Barevnosti a Vzhledu Katedra textilních materiálů, Fakulta textilní Technická univerzita v Liberci
LCAM 1 Laboratory Color and Appearance Measurement was established in 1999 as specialized research center in area color science. LCAM is focused in: Visual and Instrumental Judgments of Color Differences Color Appearance of Products under different Viewing Condition (Daylight simulator, Proposal to participation in COST 529 Project) Special Measuring Units Construction (UPF Spefo, LCAM MicroSpefo, etc.)
LCAM 2 In this time LCAM DTM TF TU Liberec has two full employees, 3 PhD students, 7 Diploma works student and approximately 15 MSc. students.
Poorly metameric floater Strong metameric floater under illumination D65 and A D65 D65 A A
Example for the influence of surrounding colors These colors are the same
Example for the influence of surrounding colors... Are they still the same?
Example for the influence of surrounding colors Do these colors match?
Example for the influence of surrounding colors Do they still match?
CIE 1931 - XYZ color space is based on Young- Helmholtz theory Brain X = E λ. R λ.x λ Y = E λ. R λ.y λ Z = E λ. R λ.z λ x = X/(X+Y+Z) y = Y/(X+Y+Z)
Color differences in CIE x,y diagram MacAdam colour discrimination elipses visual threshold of colour perception
CIE 1976 - Lab color space Young-Helmholtz theory can t predicate Afterimages Adams theory 1923 + - + + + + - + + h L* b* C* a* Brain L = 116.[Y*]- 16 a* = 500.[X*-Y*] b* = 200.[Y*-Z*] Color difference equations CMC(l:c) CIE1994
Přístrojová technika pro měření barevnosti látek : Kolorimetry Spektrofotometry Digitální obrazové systémy Mikrospektrofotometry
Kolorimetr
Spektrofotometry
Spektrofotometr
Spektrofotometrie 1 Analytical spectrophotometry device
Spektrofotometrie 2
Spektrofotometrie 3 Omezení klasické spektrofotometrie: planarita vzorků Velikost vzorků minimální měřitelná plocha - průměr 2,5 mm Neegalita malých vzorků - statistický průměr spektrálních charakteristik jednotlivých mikro komponent
CCD kamera
CCD kamera +filtry
Mikrospektrofotometrie 1 Halogenová žárovka MIKROSPEKTROFOTOMETR žárovkové světlo spektrometr databáze spektrálních průběhů barviv a pigmentů Mikroskop Spektrometr
Nevýhoda tohoto konceptu spočívá v absenci obrazové informace
DIS Digital Imaging Spectroscopy Spektrální obrazová analýza je definována jako kombinovaná analýza obrazové a spektrální informace a to tak, že každému obrazovému bodu (pixel) snímané scény je přiřazen třetí rozměr spektrální data.
Mikrospektrofotometrie 2 Halogenová žárovka Mikroskop Barevné filtry Digitální kamera DIMS Digital Image Microspectroscopy do dráhy paprsku polychromatického osvětlení jsou postupně vkládány interferenční filtry. Po následném statistickém zpracování jsou k dispozici virtuální spektrální data jednotlivých obrazových bodů zorného pole mikroskopu.
Mikrospektrofotometrie 3
Nevýhodou této koncepce je prozatím horší opakovatelnost měření - přibližně 1.6 de*
LCAM Digital-Imaging Spectroscopy Mikro-spektrofotometr LCAM MS je vyvinut tak, aby odstranil nevýhody obou předcházejících systémů
Mikrospektrofotometrie 4 Halogenová žárovka Mikroscop S2000 Spektrometr Digitální kamera Xenonová výbojka IČ-filtr LCAM MICROSPEFO možnost kombinace různých typů osvětlení (Halogenová žárovka, Xenonová výbojka, Rtuťová výbojka, atd.) databáze různých vláken, barviv a pigmentů Analýza chování vzorků při různých typech průchodu, resp. odrazu světla
Mikrospektrofotometrie 5
Mikrospektrofotometrie 6
Experiment Bylo připraveno 24 sad směsí PET a modifikovaných PP vláken, které byly obarveny různými dispersními barvivy Každý vzorek byl změřen 10-krát U některých vzorků byly provedeny testy vyhledávacího programu v rámci připravené databáze
Digitální a spektralní data 1 - PP
Digitální a spektrální data 2 - PET
Digitalní a spektralní data 3 - reprodukovatelnost
Některé problémy mikrospektrofotometrie 1 místo měření Bavlna 90 80 70 60 %T 50 40 30 lume n mrtvé vl. kutikula 20 10 0 400 450 500 550 600 650 700 Vlnová délka
Některé problémy mikrospektrofotometrie 2 místo měření Bavlna 100 90 80 70 %T 60 50 40 30 20 10 0 400 450 500 550 600 650 700 Vlnová délka lume n kutikula rotace
Některé problémy mikrospektrofotometrie 2 melé + syntetické materiály a jemnost vláken
Závěry : -(LCAM MS) je mikrospektrofotometr, který je schopen rozlišit jednotlivá absorpční spektra komplexního mikroskopického obrazu. -LCAM MS umožňuje měření vzorků spektrálně závislých na zdroji osvětlení. Např. OZP, fluorescenčních barviv a pigmentů. Poděkování : Tato práce byla spolufinancována jako součást projektu Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy VCT LN00B090