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O poder misterioso dos LIBS: como os lasers quebram a matéria instantaneamente e revelam sua composição?
A espectroscopia de destruição induzida por laser (LIBS) é uma tecnologia de espectroscopia de emissão atômica que usa fortes pulsos de laser como fonte de excitação. Ao focar a luz do laser para criar um plasma, a amostra é vaporizada e excitada. O plasma é formado quando o laser focalizado atinge um certo limiar de destruição óptica, que geralmente depende do ambiente e do material alvo.
De 2000 a 2010, o Laboratório de Pesquisa do Exército dos EUA (ARL) conduziu pesquisas de expansão potencial na tecnologia LIBS, com foco na detecção de materiais perigosos.
Enquanto isso, aplicações relevantes incluem detecção remota de resíduos explosivos e outros materiais perigosos, identificação de minas de plástico e caracterização de materiais de diversas ligas metálicas e polímeros. Os resultados do estudo ARL sugerem que o LIBS pode ser capaz de distinguir entre materiais energéticos e não energéticos.
Em 2003, a comercialização de espectrômetros de banda larga de alta resolução permitiu que os sistemas LIBS detectassem com sensibilidade elementos químicos de baixa concentração.
De 2000 a 2010, a pesquisa de aplicação LIBS da ARL incluiu: testes de detecção de substitutos de Halon, sistemas LIBS portáteis para detectar chumbo em solo e tinta, e estudo da emissão espectral de alumínio e óxidos de alumínio em diferentes ambientes gasosos e detecção demonstrada. e capacidades de discriminação para materiais geológicos, minas de plástico, explosivos e agentes de guerra química e biológica.
Na década de 2010, a LIBS foi considerada uma das diversas técnicas analíticas que poderiam ser implantadas em campo e, até 2015, pesquisas recentes concentraram-se em sistemas miniaturizados e portáteis. Algumas aplicações industriais do LIBS incluem detecção de mistura de materiais, análise de inclusões em aço, análise de escória em metalurgia secundária, análise de processos de combustão e identificação eficiente em tarefas específicas de reciclagem de materiais.
LIBS também é amplamente utilizado na análise de amostras farmacêuticas e, com a tecnologia de análise de dados, essa tecnologia está sendo expandida ainda mais.
Em estudos recentes, o LIBS foi investigado como uma ferramenta rápida e microdestrutiva de análise de alimentos, adequada para análises químicas qualitativas e quantitativas, e foi considerada para uso como uma tecnologia analítica de processo (PAT) ou ferramenta portátil. Uma variedade de produtos alimentares, incluindo leite, produtos de panificação, chá, óleos vegetais, água, cereais, farinha, batatas, tâmaras e diferentes tipos de carne, são analisados utilizando LIBS.
Alguns estudos demonstraram seu potencial na detecção de adulteração de certos alimentos. LIBS também foi avaliada como uma técnica promissora de imagem elementar em carne. Em 2019, pesquisadores da Universidade de York e da Universidade John Moores de Liverpool usaram o LIBS para estudar os restos de 12 ostras europeias (Ostrea edulis) da Ilha Conors, na República da Irlanda. organismos. Idade e processo de crescimento.
O desenvolvimento desta tecnologia está, sem dúvida, a avançar no sentido de melhorar as capacidades analíticas, seja nas forças armadas, na indústria ou em todos os aspectos da vida.
A tecnologia LIBS baseada em laser de pulso curto também entrou gradualmente no campo de pesquisa. Este método cria uma coluna de plasma em um gás focalizando pulsos de laser ultrarrápidos. O plasma autoluminoso resultante se destaca pela baixa continuidade e pequena largura de linha. Esse fenômeno ocorre devido ao equilíbrio dos processos de fixação de intensidade e de fibrização causados por intensos pulsos de laser em meio denso, evitando assim novos processos de ionização multifotônica/túnel, mostrando grande potencial na análise de materiais .
Então, à medida que a tecnologia LIBS se desenvolve, estamos prontos para abraçar mais mudanças trazidas pela tecnologia laser e utilizar plenamente o seu potencial na vida diária?
