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In che modo le forze armate statunitensi utilizzano la tecnologia LIBS per aprire nuovi orizzonti nel rilevamento di materiali pericolosi?
La tecnologia della spettroscopia di degradazione indotta dal laser (LIBS) sta diventando un punto di svolta per le forze armate statunitensi nel rilevamento di materiali pericolosi. La tecnologia, che eccita i campioni con impulsi laser ad alta energia, può identificare in modo rapido e accurato le sostanze chimiche, soprattutto nelle applicazioni militari dove è fondamentale identificare esplosivi, armi chimiche e minacce biologiche.
La tecnologia LIBS è in grado di identificare più sostanze a una distanza di centinaia di metri senza contatto, il che è fondamentale nella gestione delle crisi.
Dal 2000 al 2010, il Laboratorio di ricerca dell'esercito americano (ARL) ha condotto ricerche approfondite sulla tecnologia LIBS, concentrandosi sul rilevamento di materiali pericolosi. La tecnologia mostra il potenziale per il rilevamento della distanza, il rilevamento di residui esplosivi e l'identificazione di altri materiali pericolosi. Secondo la ricerca ARL, LIBS può distinguere efficacemente tra materiali energetici e non energetici.
Durante questo periodo, l'istituto di ricerca ha sviluppato anche lo spettrometro Guangwan ad alta risoluzione, in grado di rilevare basse concentrazioni di elementi chimici, fornendo ulteriore sensibilità al sistema LIBS. Ad esempio, il laboratorio ha testato un sistema LIBS portatile per rilevare il piombo nel terreno e nella vernice e ha studiato le emissioni spettrali dell’alluminio e degli ossidi di alluminio in diversi ambienti gassosi.
Lo sviluppo della tecnologia LIBS non solo migliora la precisione del rilevamento dei materiali, ma aumenta anche notevolmente la flessibilità negli ambienti pericolosi.
Negli anni 2010, l'esplorazione applicativa di LIBS si è sviluppata verso sistemi più piccoli e portatili, il che rende più pratica la sua applicazione in varie situazioni. Ad esempio, la ricerca ha iniziato a concentrarsi sulle applicazioni industriali del LIBS, compreso il rilevamento di problemi di miscelazione dei materiali e l'analisi dei processi di raffreddamento dei metalli.
Durante questo periodo, gli scienziati hanno condotto ricerche approfondite sull'applicazione di brevi impulsi laser in LIBS. L'eccitazione con impulsi brevi genera plasma in un intervallo più preciso e riduce gli effetti della luce continua, consentendo un'analisi più accurata dei materiali.
Utilizzando impulsi brevi, LIBS ha dimostrato la fattibilità nei plasmi ad alta densità, migliorando notevolmente le capacità di riconoscimento del sensore.
Inoltre, viene esplorato attivamente anche il potenziale della tecnologia LIBS nell'analisi degli alimenti. Questa tecnologia è considerata uno strumento di analisi della qualità alimentare rapido e minimamente distruttivo in grado di condurre analisi qualitative e quantitative di latte, pane e altri alimenti e di rilevare possibili problemi di adulterazione.
Con il continuo sviluppo della tecnologia LIBS, in futuro verranno indubbiamente introdotte applicazioni più innovative, soprattutto nel campo del rilevamento di materiali pericolosi. Alla luce di queste mutevoli esigenze, in che modo le forze armate statunitensi adottano risposte tecniche efficaci alle nuove sfide?
