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Como os militares dos EUA usam a tecnologia LIBS para abrir novos caminhos na detecção de materiais perigosos?
A tecnologia de espectroscopia de ruptura induzida por laser (LIBS) está se tornando um divisor de águas para as forças armadas dos EUA na detecção de materiais perigosos. A tecnologia, que excita amostras com pulsos de laser de alta energia, pode identificar substâncias químicas com rapidez e precisão, especialmente em aplicações militares onde é fundamental identificar explosivos, armas químicas e ameaças biológicas.
A tecnologia LIBS pode identificar múltiplas substâncias a uma distância de centenas de metros sem contacto, o que é crucial na gestão de crises.
De 2000 a 2010, o Laboratório de Pesquisa do Exército dos EUA (ARL) conduziu extensas pesquisas sobre a tecnologia LIBS, com foco na detecção de materiais perigosos. A tecnologia mostra potencial para detecção de distância, detecção de resíduos explosivos e identificação de outros materiais perigosos. De acordo com a pesquisa da ARL, o LIBS pode distinguir com eficácia entre materiais energéticos e não energéticos.
Nesse período, a instituição de pesquisa também desenvolveu o Espectrômetro Guangwan de alta resolução, que pode detectar baixas concentrações de elementos químicos, proporcionando maior sensibilidade ao sistema LIBS. Por exemplo, o laboratório testou um sistema LIBS portátil para detectar chumbo em solo e tinta e estudou as emissões espectrais de alumínio e óxidos de alumínio em diferentes ambientes gasosos.
O desenvolvimento da tecnologia LIBS não apenas melhora a precisão da detecção de materiais, mas também aumenta muito a flexibilidade em ambientes perigosos.
Na década de 2010, a exploração de aplicações do LIBS evoluiu para sistemas menores e portáteis, o que torna mais prática sua aplicação em diversas situações. Por exemplo, a pesquisa começou a se concentrar em aplicações industriais de LIBS, incluindo detecção de problemas de mistura de materiais e análise de processos de resfriamento de metais.
Durante este período, os cientistas realizaram pesquisas aprofundadas sobre a aplicação de pulsos curtos de laser em LIBS. A excitação com pulsos curtos gera plasma em uma faixa mais precisa e reduz os efeitos da luz contínua, o que permite uma análise mais precisa dos materiais.
Ao usar pulsos curtos, o LIBS mostrou viabilidade em plasmas de alta densidade, melhorando bastante as capacidades de reconhecimento do sensor.
Além disso, o potencial da tecnologia LIBS na análise de alimentos também é explorado ativamente. Esta tecnologia é considerada uma ferramenta de análise de qualidade alimentar rápida e minimamente destrutiva, capaz de realizar análises qualitativas e quantitativas de leite, pão e outros alimentos, e detectar possíveis problemas de adulteração.
Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia LIBS, aplicações mais inovadoras serão, sem dúvida, introduzidas no futuro, especialmente no campo da detecção de materiais perigosos. Perante estas necessidades em constante mudança, como é que os militares dos EUA adoptam respostas técnicas eficazes aos novos desafios?
