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¿Cómo utiliza el ejército estadounidense la tecnología LIBS para abrir nuevos caminos en la detección de materiales peligrosos?
La tecnología de espectroscopia de ruptura inducida por láser (LIBS) se está convirtiendo en un punto de inflexión para el ejército de EE. UU. en la detección de materiales peligrosos. La tecnología, que excita muestras con pulsos láser de alta energía, puede identificar sustancias químicas de forma rápida y precisa, especialmente en aplicaciones militares donde es fundamental identificar explosivos, armas químicas y amenazas biológicas.
La tecnología LIBS puede identificar múltiples sustancias a una distancia de cientos de metros sin contacto, lo cual es crucial en la gestión de crisis.
De 2000 a 2010, el Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU. (ARL) llevó a cabo una extensa investigación sobre la tecnología LIBS, centrándose en la detección de materiales peligrosos. La tecnología muestra potencial para la detección a distancia, la detección de residuos explosivos y la identificación de otros materiales peligrosos. Según una investigación de ARL, LIBS puede distinguir eficazmente entre materiales energéticos y no energéticos.
Durante este período, la institución de investigación también desarrolló el espectrómetro Guangwan de alta resolución, que puede detectar bajas concentraciones de elementos químicos, proporcionando mayor sensibilidad al sistema LIBS. Por ejemplo, el laboratorio probó un sistema LIBS portátil para detectar plomo en el suelo y la pintura y estudió las emisiones espectrales de aluminio y óxidos de aluminio en diferentes entornos gaseosos.
El desarrollo de la tecnología LIBS no solo mejora la precisión de la detección de materiales, sino que también mejora en gran medida la flexibilidad en entornos peligrosos.
En la década de 2010, la exploración de aplicaciones de LIBS se ha desarrollado hacia sistemas más pequeños y portátiles, lo que hace que su aplicación en diversas situaciones sea más práctica. Por ejemplo, la investigación ha comenzado a centrarse en las aplicaciones industriales de LIBS, incluida la detección de problemas de mezcla de materiales y el análisis de procesos de enfriamiento de metales.
Durante este período, los científicos llevaron a cabo una investigación en profundidad sobre la aplicación de pulsos láser cortos en LIBS. La excitación con pulsos cortos genera plasma en un rango más preciso y reduce los efectos de la luz continua, lo que permite un análisis más preciso de los materiales.
Al utilizar pulsos cortos, LIBS ha demostrado viabilidad en plasmas de alta densidad, mejorando enormemente las capacidades de reconocimiento del sensor.
Además, también se explora activamente el potencial de la tecnología LIBS en el análisis de alimentos. Esta tecnología se considera una herramienta de análisis de la calidad de los alimentos rápida y mínimamente destructiva que puede realizar análisis cualitativos y cuantitativos de la leche, el pan y otros alimentos, y detectar posibles problemas de adulteración.
Con el desarrollo continuo de la tecnología LIBS, sin duda se introducirán aplicaciones más innovadoras en el futuro, especialmente en el campo de la detección de materiales peligrosos. Ante estas necesidades cambiantes, ¿cómo adopta el ejército estadounidense respuestas técnicas efectivas a los nuevos desafíos?
