A região do infravermelho próximo (NIR) do espectro eletromagnético se estende de aproximadamente 780 nm a 2500 nm (12800 a 4000 cm⁻¹). Diferentemente da espectroscopia no infravermelho médio, que investiga vibrações moleculares fundamentais, a espectroscopia NIR detecta sobretons e bandas de combinação — absorções que surgem de vibrações anarmônicas de ligações envolvendo átomos de hidrogênio. Esses sobretons (primeiro, segundo e terceiro) e combinações de modos de estiramento e deformação produzem bandas largas e sobrepostas que requerem análise multivariada de dados para interpretação.
As absorções mais proeminentes em NIR surgem de vibrações de estiramento C-H, O-H e N-H, que dominam os espectros de materiais orgânicos e biológicos. A absortividade molar desses sobretons é tipicamente 10 a 1000 vezes mais fraca que as absorções fundamentais no infravermelho, o que confere ao NIR uma vantagem prática: as amostras podem ser medidas diretamente com pouco ou nenhum preparo, mesmo em matrizes espessas ou altamente espalhadoras. As medições são realizadas em modo de refletância difusa para amostras sólidas e em pó, ou em modo de transmitância para líquidos e filmes transparentes.
A instrumentação NIR vem em diversas configurações. Instrumentos dispersivos com rede de difração varrem comprimentos de onda sequencialmente usando um monocromador. Espectrômetros FT-NIR usam um interferômetro de Michelson para adquirir espectros completos rapidamente. Detectores de matriz de diodos permitem aquisição simultânea em múltiplos comprimentos de onda, tornando-os adequados para monitoramento de processos em tempo real. Sondas de fibra óptica permitem amostragem remota, possibilitando medições em linha e junto à linha em ambientes industriais.
Como os espectros NIR consistem em picos largos e sobrepostos, a atribuição direta de bandas individuais raramente é possível. Em vez disso, a análise quantitativa e qualitativa depende de modelos quimiométricos construídos usando técnicas de calibração multivariada como Análise de Componentes Principais (PCA) para análise exploratória de dados e Regressão por Mínimos Quadrados Parciais (PLS) para predição quantitativa. A calibração requer um conjunto representativo de amostras de referência com valores conhecidos da propriedade de interesse, e o desempenho do modelo é validado por meio de validação cruzada e conjuntos de teste independentes.
A espectroscopia NIR encontra ampla aplicação na agricultura (teor de umidade, proteína e gordura em grãos e rações), alimentos (determinação de teor de água, açúcar, álcool e óleo), produtos farmacêuticos (identificação de matérias-primas, uniformidade de mistura e determinação de umidade em produtos liofilizados) e análise de polímeros (identificação de tipos de resina, composição de copolímeros e teor de aditivos). Sua velocidade, natureza não destrutiva e adequação para medição online a tornam uma das ferramentas de tecnologia analítica de processos (PAT) mais amplamente utilizadas na indústria moderna.
