Language
Country/Area
No result found
Sức mạnh bí ẩn của LIBS: Làm thế nào tia laser có thể phá vỡ vật chất ngay lập tức và tiết lộ thành phần của nó?
Phổ kế xung laser cảm ứng (LIBS) là một kỹ thuật phổ kế phát xạ nguyên tử sử dụng các xung laser mạnh làm nguồn kích thích. Mẫu được bốc hơi và kích thích bằng cách tạo ra plasma bằng ánh sáng laser hội tụ. Plasma được hình thành khi ánh sáng laser hội tụ đạt đến ngưỡng phá hủy quang học nhất định, thường phụ thuộc vào môi trường và vật liệu mục tiêu.
Từ năm 2000 đến năm 2010, Phòng thí nghiệm nghiên cứu quân đội Hoa Kỳ (ARL) đã tiến hành nghiên cứu về khả năng mở rộng công nghệ LIBS, tập trung vào việc phát hiện vật liệu nguy hiểm.
Các ứng dụng trong thời gian này bao gồm phát hiện từ xa các chất thải nổ và các vật liệu nguy hiểm khác, xác định mìn nhựa và đặc tính vật liệu của nhiều hợp kim kim loại và polyme khác nhau. Kết quả từ nghiên cứu ARL cho thấy LIBS có thể phân biệt được vật liệu có năng lượng và vật liệu không có năng lượng.
Vào năm 2003, việc thương mại hóa các máy quang phổ băng thông rộng, độ phân giải cao đã giúp các hệ thống LIBS phát hiện nhạy bén nồng độ thấp của các nguyên tố hóa học.
Từ năm 2000 đến năm 2010, nghiên cứu ứng dụng LIBS của ARL bao gồm: thử nghiệm phát hiện chất thay thế Halon, hệ thống LIBS di động để phát hiện chì trong đất và sơn, và nghiên cứu phát xạ quang phổ của nhôm và oxit nhôm trong các môi trường khí khác nhau. và chứng minh khả năng phát hiện và khả năng phân biệt các vật liệu địa chất, mìn nhựa, chất nổ, và tác nhân chiến tranh hóa học và sinh học.
Vào những năm 2010, LIBS được coi là một trong số ít các kỹ thuật phân tích có thể triển khai trong thực tế cho đến năm 2015 và nghiên cứu gần đây tập trung vào hệ thống thu nhỏ và di động. Một số ứng dụng công nghiệp của LIBS bao gồm phát hiện hỗn hợp vật liệu, phân tích tạp chất trong thép, phân tích xỉ trong luyện kim thứ cấp, phân tích quá trình đốt cháy và xác định hiệu quả trong các nhiệm vụ thu hồi vật liệu cụ thể.
LIBS cũng được sử dụng rộng rãi trong phân tích mẫu dược phẩm và đang được mở rộng hơn nữa với các kỹ thuật phân tích dữ liệu.
Trong các nghiên cứu gần đây, LIBS đã được nghiên cứu như một công cụ phân tích thực phẩm nhanh chóng, ít gây hại, phù hợp cho phân tích hóa học định tính và định lượng và được xem xét để sử dụng như một công nghệ phân tích quy trình (PAT) hoặc công cụ di động. Nhiều loại thực phẩm, bao gồm sữa, sản phẩm bánh nướng, trà, dầu thực vật, nước, ngũ cốc, bột mì, khoai tây, quả chà là và nhiều loại thịt khác nhau, đã được phân tích bằng LIBS.
Một số nghiên cứu đã chỉ ra tiềm năng của nó trong việc phát hiện sự pha trộn của một số loại thực phẩm. LIBS cũng được đánh giá là một kỹ thuật chụp ảnh nguyên tố đầy hứa hẹn trong thịt. Năm 2019, các nhà nghiên cứu từ Đại học York và Đại học Liverpool John Moores đã sử dụng LIBS để nghiên cứu tàn tích của 12 con hàu châu Âu (Ostrea edulis) từ Đảo Conors, Ireland. Kết quả làm nổi bật ứng dụng của LIBS để xác định hành vi theo mùa thời tiền sử và đa dạng sinh học. Tuổi và quá trình tăng trưởng.
Sự phát triển của công nghệ này chắc chắn sẽ hướng tới khả năng phân tích nâng cao, dù là trong quân sự, công nghiệp hay mọi khía cạnh của cuộc sống.
Công nghệ LIBS sử dụng tia laser xung ngắn đã dần đi vào lĩnh vực nghiên cứu. Phương pháp này tạo ra một cột plasma trong khí bằng cách tập trung các xung laser cực nhanh. Plasma tự phát sáng được tạo ra có tính liên tục thấp và độ rộng đường nhỏ. Hiện tượng này xảy ra do sự cân bằng giữa lực kẹp cường độ gây ra bởi xung laser mạnh trong môi trường dày đặc và quá trình tạo sợi, do đó tránh được các quá trình ion hóa đa photon/đường hầm tiếp theo, cho thấy tiềm năng lớn trong phân tích vật liệu.
Vậy, khi công nghệ LIBS phát triển, liệu chúng ta đã sẵn sàng đón nhận nhiều thay đổi hơn do công nghệ laser mang lại và tận dụng tối đa tiềm năng ứng dụng của nó trong cuộc sống hàng ngày hay chưa?
