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Le pouvoir mystérieux du LIBS : Comment les lasers peuvent-ils briser la matière et révéler ses ingrédients en un instant ?
La spectroscopie de destruction induite par laser (LIBS) est une technologie de spectroscopie d'émission atomique qui utilise de fortes impulsions laser comme source d'excitation. En focalisant la lumière laser pour créer un plasma, l'échantillon est vaporisé et excité. Le plasma se forme lorsque le laser focalisé atteint un certain seuil de destruction optique, qui dépend généralement de l'environnement et du matériau cible.
De 2000 à 2010, le laboratoire de recherche de l'armée américaine (ARL) a mené des recherches sur l'expansion potentielle de la technologie LIBS, en se concentrant sur la détection de matières dangereuses.
Entre-temps, les applications pertinentes incluent la détection à distance de résidus explosifs et d'autres matières dangereuses, l'identification des mines de plastique et la caractérisation des matériaux de divers alliages métalliques et polymères. Les résultats de l’étude ARL suggèrent que LIBS pourrait être capable de faire la distinction entre les matériaux énergétiques et non énergétiques.
En 2003, la commercialisation de spectromètres à haute résolution à large bande a permis aux systèmes LIBS de détecter avec sensibilité des éléments chimiques à faible concentration.
De 2000 à 2010, les recherches sur les applications LIBS de l'ARL comprenaient : le test de la détection de substituts de halons, les systèmes LIBS portables pour détecter le plomb dans le sol et la peinture, et l'étude de l'émission spectrale de l'aluminium et des oxydes d'aluminium dans différents environnements gazeux et la détection démontrée. et des capacités de différenciation pour les matériaux géologiques, les mines en plastique, les explosifs et les agents de guerre chimique et biologique.
Dans les années 2010, la LIBS était considérée comme l'une des nombreuses techniques d'analyse pouvant être déployées sur le terrain, et jusqu'en 2015, les recherches récentes se sont concentrées sur les systèmes miniaturisés et portables. Certaines applications industrielles du LIBS incluent la détection de mélanges de matériaux, l'analyse des inclusions dans l'acier, l'analyse des scories dans la métallurgie secondaire, l'analyse des processus de combustion et l'identification efficace dans des tâches spécifiques de recyclage de matériaux.
LIBS est également largement utilisé dans l'analyse d'échantillons pharmaceutiques, et grâce à la technologie d'analyse de données, cette technologie est encore étendue.
Dans des études récentes, le LIBS a été étudié comme un outil d'analyse alimentaire microdestructif rapide, adapté aux analyses chimiques qualitatives et quantitatives, et a été envisagé pour une utilisation comme technologie d'analyse de processus (PAT) ou outil portable. Une variété de produits alimentaires, notamment le lait, les produits de boulangerie, le thé, les huiles végétales, l'eau, les céréales, la farine, les pommes de terre, les dattes et différents types de viande, sont analysés à l'aide du LIBS.
Certaines études ont montré son potentiel pour détecter la falsification de certains aliments. LIBS a également été évalué comme technique d’imagerie élémentaire prometteuse dans la viande. En 2019, des chercheurs de l'Université de York et de l'Université John Moores de Liverpool ont utilisé le LIBS pour étudier les restes de 12 huîtres européennes (Ostrea edulis) de l'île Conors en République d'Irlande. Les résultats ont mis en évidence l'application du LIBS pour déterminer le comportement saisonnier préhistorique et. organismes. Âge et processus de croissance.
Le développement de cette technologie va sans aucun doute dans le sens d’une amélioration des capacités analytiques, que ce soit dans le domaine militaire, industriel ou dans tous les aspects de la vie.
La technologie LIBS basée sur le laser à impulsions courtes est également progressivement entrée dans le domaine de la recherche. Cette méthode crée une colonne de plasma dans un gaz en focalisant des impulsions laser ultrarapides. Le plasma auto-lumineux résultant excelle dans une faible continuité et une petite largeur de ligne. Ce phénomène se produit en raison de l'équilibre des processus de serrage d'intensité et de fibrage provoqués par des impulsions laser intenses dans un milieu dense, évitant ainsi d'autres processus d'ionisation multiphotonique/tunnel, montrant un grand potentiel dans l'analyse des matériaux.
Alors, à mesure que la technologie LIBS se développe, sommes-nous prêts à adopter davantage de changements apportés par la technologie laser et à utiliser pleinement son potentiel dans la vie quotidienne ?
