impedanssispektrometriä

Impedanssispektrometria on analyyttinen tekniikka, jota käytetään tutkimaan materiaalien tai laitteiden sähköisiä ominaisuuksia laajalla taajuusalueella. Se perustuu mittaamaan kohteen impedanssia, eli sen vastustusta sähkövirran kululle, eri taajuuksilla. Impedanssi on monimutkainen suure, joka sisältää sekä resistanssia (vastus) että reaktanssia (varaus- ja magneettikenttien aiheuttama vastus). Mittaamalla impedanssia eri taajuuksilla saadaan tietoa kohteen sisäisestä rakenteesta, koostumuksesta ja dynamiikasta.

Tekniikka toimii syöttämällä mitattavaan kohteeseen tunnettu vaihtojännite eri taajuuksilla ja mittaamalla tuloksena syntyvää virtaa. Näiden perusteella voidaan laskea impedanssi kussakin taajuudessa. Tulokset esitetään usein spektrogrammeina, joissa impedanssin suuruus ja vaihe esitetään taajuuden funktiona. Näistä spektreistä voidaan tunnistaa erilaisia ilmiöitä, kuten kapasitiivisia, induktiivisia tai resistiivisiä komponentteja, sekä rajapintailmiöitä.

Impedanssispektrometriaa sovelletaan monilla eri aloilla. Sitä käytetään materiaalitieteessä esimerkiksi polymeerien, keramiikan ja metallien tutkimuksessa. Biologiassa ja lääketieteessä sitä hyödynnetään solukalvojen ominaisuuksien, solujen sähköisen vasten, ja kudosten karakterisoinnissa. Sähkötekniikassa tekniikkaa käytetään komponenttien, kuten kondensaattorien ja kelojen, ominaisuuksien varmistamiseen sekä akkujen ja polttokennojen tutkimukseen. Myös elintarviketeollisuudessa ja ympäristötieteissä impedanssispektrometrialla on omat sovelluksensa.