Diffracted light contrast: A chemical application

Abstract

There is a tremendous interest in the development of microscopy tools that can provide important information at a cost significantly smaller than those offered by traditional electron microscopes. With the purpose of learning about a new microscopy tool and at the same time contribute to the current body of understanding related to the chemistry of explosives, we report here on spectroscopy and microscopy measurements performed on trinitrotoluene (TNT). Crystals and non-crystalline TNT samples were characterized with diffracted light microscopy (DLC), near IR spectroscopy and UV visible absorption spectroscopy. DLC is an optical microscopy tool under development elsewhere claimed to allow 3 dimensional observations of materials. The technique was employed in the characterization of crystalline and non crystalline TNT particles, exposed and non-exposed to sunlight. A colored solution is observed upon sunlight exposure to TNT in the presence of a protic solvent. The solution exhibit light absorption in the visible region of the spectra: no absorption is observed in TNT solutions not exposed to sunlight. New bands are observed in the near IR spectra of TNT deposits exposed to sunlight. The advantages and limitations of the DLC to the characterization of this system as well as the chemistry of sunlight exposed TNT based on our results will be discussed.

Existe un gran interés en el poder desarrollar herramientas en el área de la microscopia que provean información importante a un costo significativo, el cual ofrecen microscopios tradicionales, a diferencia de tecnología avanzada como lo es la microscopia electrónica. Con el propósito de aprender sobre una nueva herramienta de microscopia tradicional y al mismo tiempo contribuir al conocimiento que se tiene sobre la química explosivos, reportamos medidas espectroscópicas y microscópicas desarrolladas en 2,4,6 trinitrotolueno (TNT). Muestras de TNT cristalino y no cristalino fueron caracterizadas por microscopia de difracción de luz (DLC), espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) y espectroscopia de absorción ultravioleta visible. DLC es una técnica de microscopia tradicional en desarrollo, que permite el obtener imágenes de materiales en tres dimensiones. La técnica fue aplicada para la caracterización de partícula de TNT cristalina y no cristalina, expuesto a radiación solar y no expuesta a radiación solar. Una solución coloreada se observa luego de exponer las muestras a radiación solar en presencia de un solvente prótico. La solución exhibe absorción de luz en la región de luz visible del espectro: no se observa absorción de luz en solución no expuesta a luz solar. Nuevas bandas se observan en el espectro de IR cercano de depósitos de TNT expuestos a la luz solar. Las ventajas y desventajas de la técnica de DLC en la caracterización de este sistema, como la química envuelta en el TNT expuesto a luz solar, basada en nuestros resultados, serán discutidas más adelante.