Language
Country/Area
No result found
Таинственная сила LIBS: как лазеры мгновенно разрушают вещество и раскрывают его состав?
Лазерно-индуцированная импульсная спектроскопия (LIBS) — это метод атомно-эмиссионной спектроскопии, в котором в качестве источника возбуждения используются мощные лазерные импульсы. Образец испаряется и возбуждается путем образования плазмы с помощью сфокусированного лазерного света. Плазма образуется, когда сфокусированный лазерный луч достигает определенного порога оптического разрушения, который обычно зависит от окружающей среды и материала мишени.
С 2000 по 2010 год Научно-исследовательская лаборатория армии США (ARL) проводила исследования по потенциальному расширению технологии LIBS, уделяя особое внимание обнаружению опасных материалов.
В настоящее время применяются такие приложения, как дистанционное обнаружение остатков взрывчатых веществ и других опасных материалов, идентификация пластиковых наземных мин, а также характеристика материалов различных металлических сплавов и полимеров. Результаты исследования ARL показывают, что LIBS может различать энергетические и неэнергетические материалы.
В 2003 году коммерциализация широкополосных спектрометров высокого разрешения позволила системам LIBS с высокой чувствительностью определять низкие концентрации химических элементов.
С 2000 по 2010 год прикладные исследования LIBS, проводимые ARL, включали: тестирование обнаружения заменителей галона, портативных систем LIBS для обнаружения свинца в почве и краске, а также изучение спектрального излучения алюминия и оксидов алюминия в различных газовых средах. и продемонстрированное обнаружение и возможности распознавания геологических материалов, пластиковых мин, взрывчатых веществ, а также химических и биологических боевых агентов.
В 2010-х годах LIBS считался одним из немногих аналитических методов, которые можно было бы использовать в полевых условиях до 2015 года, а недавние исследования были сосредоточены на миниатюризации и портативных системах. Некоторые промышленные применения LIBS включают обнаружение смеси материалов, анализ включений в стали, анализ шлака во вторичной металлургии, анализ процессов горения и эффективную идентификацию в конкретных задачах по восстановлению материалов.
LIBS также широко используется в анализе фармацевтических образцов и продолжает расширяться за счет методов анализа данных.
В недавних исследованиях LIBS рассматривался как быстрый, минимально деструктивный инструмент анализа пищевых продуктов, подходящий для качественного и количественного химического анализа и рассматриваемый для использования в качестве технологии анализа процессов (PAT) или портативного инструмента. С помощью LIBS был проанализирован широкий спектр пищевых продуктов, включая молоко, хлебобулочные изделия, чай, растительные масла, воду, крупы, муку, картофель, финики и различные виды мяса.
Некоторые исследования показали его потенциал в обнаружении фальсификации определенных продуктов питания. LIBS также была оценена как перспективный метод элементной визуализации мяса. В 2019 году исследователи из Йоркского университета и Ливерпульского университета Джона Мурса использовали LIBS для изучения останков 12 европейских устриц (Ostrea edulis) с острова Конорс, Ирландия. Результаты подчеркивают применение LIBS для определения доисторического сезонного поведения и биоразнообразия. Возраст и процесс роста.
Развитие этой технологии, несомненно, движется в сторону расширения аналитических возможностей, будь то в военной сфере, промышленности или во всех аспектах жизни.
Технология LIBS с использованием короткоимпульсных лазеров постепенно вошла в сферу исследований. Этот метод создает плазменный столб в газе путем фокусировки сверхбыстрых лазерных импульсов. Созданная самосветящаяся плазма отличается низкой непрерывностью и малой шириной линии. Это явление возникает из-за баланса между ограничением интенсивности, вызванным сильным лазерным импульсом в плотной среде, и процессом волокнообразования, что позволяет избежать дальнейших процессов многофотонной/туннельной ионизации, что демонстрирует большой потенциал в анализе материалов.
Итак, по мере развития технологии LIBS, готовы ли мы принять больше изменений, привнесенных лазерной технологией, и в полной мере использовать ее потенциал для применения в повседневной жизни?
