Il laser per vaporizzare i materiali resistenti: arriva la tecnologia LIBS 1/2

Il laser per vaporizzare i materiali resistenti: arriva la tecnologia LIBS

Una nuova tecnica che utilizza un laser per la vaporizzazione dei materiali resistenti come le rocce e l’acciaio per poter essere poi in grado analizzare la loro composizione chimica sta scoprendo di avere molti campi di applicazioni, dalle missioni su Marte alla campo forense. In questo post ci occupiamo della missione spaziale.
Grazie alle sue dimensioni relativamente piccole e ridotte e al suo basso costo, la spettroscopia con ripartizione indotta dal laser sta emergendo e sempre più le sue applicazioni lasciano i laboratorio e si trasformano in uno strumento preciso per capire ciò di cui una cosa è fatta. Quella che era stata una tecnica largamente utilizzata dagli scienziati ora può essere trasformata in sistema di piccole dimensioni e compatto da essere gestiti da un tecnico invece che da un ricercatore laureato.

Le stesse cose che rendono suscettibili di andare su Marte rendono anche suscettibili di andare in un campo”. Questa l’opinione di Jose Almirall, un chimico alla Florida International University, che ha una sovvenzione da parte del Ministero della Giustizia per studiare come i laboratori di criminalità possano essere in grado di utilizzare la tecnologia laser LIBS in questione.

La NASA porterà la tecnologia laser in grado di vaporizzare i materiali per poi analizzarli a bordo del nuovo Mars Rover, adesso denominato Curiosity e il cui lancio è previsto per il prossimo anno, con l’installazione di un sistema LIBS denominato “ChemCam”.

Il sistema LIBS lavora tramite la sabbiatura dei materiali per mezzo di impulsi laser ad alta energia che sono capaci di frantumare i materiali. Il Mars Rover Curiosity invierà una media di tre impulsi al secondo, ognuno dei quali avrà una durata di 5 nanosecondi. Il potere energetico di tale impulso si situerà nella gamma dei 10 megawatt. Per farvi capire di cosa si stia parlando, questo non è sufficiente per fare un buco in una mano, ma è sufficientemente potente da lasciarvi un segno indelebile. Durante la missione, in alcuni casi, il ChemCam sarà focalizzato sulle rocce per oltre 15 secondi.

Non ci sono altri piani di usare la tecnologia laser in altri campi che non siano quelli della scienza anche se c’è una sorta di filone fantascientifico che vorrebbe sul Mars Rover anche un equipaggio dotato di pistola laser. I colpi del laser vaporizzano un cratere a meno di un millimetro intorno, trasformando le molecole in plasma a 14,000 gradi. Gli atomi sono spogliati dei loro elettroni ma come una palla al plasma, una volta raffreddati, tornano ad uno stato normale. Gli elettroni scendono nelle loro orbite intorno al nucleo e, così facendo, la pallina di plasma emette luce.

Questo, stando a quanto detto da Wiens, lo si può osservare direttamente con i nostri occhi e quando ciò succede si sente un piccolo rumore.
Il colore specifico della luce dice esattamente quello che gli scienziati che stanno cercando negli elementi se questa passa attraverso uno spettrometro, che possa misurare con precisione la lunghezza d’onda della luce.

I laser sono stati utilizzati per creare piccole nuvole di atomi per l’analisi spettrale in passato, ma questi sistemi laser richiedono una torcia separato che riscalda gli atomi. Con LIBS, lo stesso laser compie entrambi i lavori. E ‘questa semplicità che potrebbe aiutare la diffusione della tecnologia. La Cambridge University sulla tecnologia LIBS ha dichiarato che la tecnica è forse il metodo più versatile mai sviluppato per analisi elementare.

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