Author(s):
1. Jelena Munćan, Mašinski fakultet Univerziteta u Beogradu, Serbia

Abstract:
U ovom radu, korišćena je bliska infracrvena spektroskopija (NIR) i primenjena su saznanja nove naučne discipline Akvafotomike, za analizu 10 različitih voda u cilju njihove karakterizacije[1]. Budući da je Akvafotomika pokazala da se na osnovu spektra vode u bliskoj infracrvenoj oblasti može mnogo saznati o organizaciji vodenih molekula, od velike je važnosti intenzivirati i proširiti istraživanja vode korišćenjem NIR spektroskopije. Kao jedan od najbitnijih aspekata prilikom pristupanja ovom problemu, bitno je istaći pitanje ponovljivosti eksperimentalnih rezultata jer je poznato da se voda kao veoma dinamičan sistem vrlo lako menja pod spoljašnjim uticajima, naročito uticajem pritiska i temperature [2]. Kako bi se najpre identifikovalo kako spoljašnji uticaji (pritisak, temperatura, vlažnost vazduha) menjaju organizaciju vode, primenjene su metode multivarijacione analize: Analiza glavnih komponentni (Principal Component Analysis (PCA)), Parcijalna regresija metodom najmanjih kvadrata (Partial Least Squares (PLS) Regression) i SIMCA (Soft Independent Modeling of Class Analogies). Ove metode korišćene su za obradu spektralnih rezultata NIR spektroskopije i izradu modela. Primenjeni su različiti tipovi preprocesiranja i pripreme podataka za analizu. Primena PCA analize otkrila je da se najveće promene u ispitivanim vodama dešavaju na C5 i C11 koordinati vodene matrice (Water Matrix Coordinates - WAMACs – karakteristične apsorpcione trake vode kojima odgovaraju slobodni vodeni molekuli (S0, odnosno, vodeni molekuli vezani u pentamere (S4 – vodeni molekuli sa 4 vodonične veze). Ove vodene apsorpcione trake su povezane sa uticajem temperature. PLS regresioni modeli potvrdili su već utvrđene podatke o uticaju temperature na spektar vode u bliskoj infracrvenoj oblasti, ali su pružili i dodatne informacije o uticaju vlažnosti okolnog vazduha na ispitivanja, kao i atmosferskog pritiska. Promene atmosferskog pritiska dovode do aktivacije C5 koordinate vodene matrice u najvećoj meri, a u manjoj meri i koordinate C1 i C11 i to suprotno od uticaja temperature. SIMCA diskriminacioni modeli otkrili su da se analizirane vode najviše razlikuju u broju vodenih molekula koji grade tri vodonične veze. Primena NIR spektroskopije i multivarijacione analize, kao i primena saznanja akvafotomike, može se pokazati kao vredan alat u karakterizaciji vode sa aspekta njene strukturalne organizacije. Međutim, da bi se to postiglo, najpre je neophodno ukloniti neželjene uticaje na vodeni spektar, što se može postići na dva načina: kontrolisanjem eksperimentalnih uslova - temperature vode, vlažnosti vazduha ambijenta, obezbeđenje sigurnosti od kontaminacije, izloženosti svetlosti i drugih, ili identifikacijom kako svaki od ovih neželjenih uticaja utiče i menja spektar vode i njihovom eliminacijom iz signala, odnosno samog spektra. U ovom istraživanju, izvršena je identifikacija najvažnijih uticaja na vodeni spektar, i to pritiska, temperature i vlažnosti vazduha.

Key words:
Bliska infracrvena spektroskopija, Akvafotomika, Voda, Multivarijaciona analiza

Thematic field:
SYMPOSIUM C: Water

Date of abstract submission:
05.06.2012.

Number of visits:
511

Conference:
Contemporary Materials - 2012 - Savremeni materijali