28 de Setembro de 2021
Produtos
Nossos Serviços
Indústrias
Sobre
Recursos
Handheld LIBS – A mais recente história de sucesso em instrumentação analítica portátil
A tecnologia LIBS migrou de um obscuro método de análise laboratorial para uma técnica analítica de campo convencional nos últimos anos.
Leia "Handheld LIBS – A última história de sucesso em instrumentação analítica portátil" de Don Sackett, CEO da SciAps, na edição recente da revista Spectroscopy.
LIBS - espectroscopia de quebra induzida por laser - utiliza um laser pulsado que vaporiza uma pequena região de uma amostra de aproximadamente 100 um de diâmetro e 5-10 um de profundidade. O plasma resultante esfria e emite luz na faixa de UV/Vis/IR que é capturada por um ou mais espectrômetros integrados, dependendo da faixa de espectrômetro necessária.
O avanço na tecnologia laser foi a chave para o recente sucesso comercial no campo. Um sistema LIBS de campo viável tinha que oferecer velocidade, ser leve, operar com baterias e funcionar em uma ampla faixa térmica, ao mesmo tempo em que fornecia as altas energias de pulso e altas taxas de repetição de pulso necessárias. O desenvolvimento de um instrumento que respondesse a todos estes desafios revelou-se um processo demorado, mas acabou por ser bem-sucedido.
Por exemplo, o laser usado em um dispositivo SciAps hoje fornece 6-8 milijoules/pulso a uma taxa de repetição de 50 Hz com uma largura de pulso de 2 ns em uma faixa de temperatura de 25 a 45°C. Este tipo de desempenho do laser provou ser crítico para alcançar o desempenho analítico de campo de emissão óptica de faísca móvel (faísca OES) ou fluorescência de raios X portátil (HHXRF). O LIBS portátil encontrou aceitação comercial em diversas áreas críticas. no campo da análise de carbono em aços e ligas inoxidáveis. Muitas indústrias exigem o valor equivalente de carbono para o aço para procedimentos corretos de soldagem, e o aço inoxidável com baixo teor de carbono é frequentemente especificado para muitos processos químicos e energéticos. LIBS é a única técnica portátil capaz de realizar esta exigente medição de carbono. Na verdade, o LIBS portátil SciAps é agora aceito globalmente pela maioria das indústrias que usam, fabricam ou fabricam aços e inoxidáveis, onde se tornou uma tecnologia disruptiva para os sistemas OES móveis tradicionais.
O setor da economia verde/veículos elétricos oferece uma história de sucesso emergente. O LIBS portátil é a única técnica de campo que mede o conteúdo de lítio em solos, minérios e salmouras. Como tal, está rapidamente a tornar-se uma ferramenta vital na exploração eficiente, à medida que o mundo procura expandir a produção de lítio para satisfazer a procura de metais para baterias da indústria de veículos elétricos e ser colocado ao serviço na reciclagem/recuperação de baterias usadas.
O LIBS portátil oferece flexibilidade única não encontrada em outras técnicas analíticas de campo. Como a tecnologia LIBS pode criar emissões de todos os elementos estáveis da tabela periódica, uma plataforma bem concebida oferece configurações econômicas para medições específicas. Em vez de gastar com um sistema de faixa completa que abrange emissões de 190 nm a 950 nm, os usuários podem obter sistemas com configuração personalizada e otimizados para uma faixa de emissão específica.
Exemplos recentes incluem um único analisador espectrômetro otimizado na faixa de 580 a 780 nm para medir flúor, como uma ferramenta para triagem em campo de PFAS (substâncias per e polifluoroalquil) em diversas embalagens e produtos de consumo. Outros exemplos incluem faixas otimizadas de espectrômetros para medições de berílio em solo e poeira como parte de limpezas locais, particularmente em algumas antigas instalações de fabricação de armas nos EUA, e conjuntos de elementos leves, como flúor, sódio e boro, em uma variedade de amostras minerais. .
O LIBS portátil também encontrou um lugar no mundo acadêmico, impulsionado em grande parte pela capacidade de dupla finalidade da medição quantitativa de campo, além de seu valor como ferramenta de ensino em sala de aula em muitos departamentos de química, física, geociências e metalurgia. Uma ladainha de aplicações interessantes evoluiu nos últimos 5 a 10 anos por pesquisas universitárias e laboratórios governamentais, e muitas estão detalhadas em Estudos Independentes (sciaps.com).
Em resumo, os últimos 5 a 10 anos testemunharam o nascimento da LIBS portátil como uma nova tecnologia analítica portátil viável. A tecnologia alcançou sucesso comercial em indústrias tradicionais como química, petroquímica e petróleo/gás, além de fornecer análises de campo cruciais para novas indústrias, como veículos elétricos, metais estratégicos e ameaças ambientais emergentes, como compostos orgânicos contendo flúor.
O LIBS portátil obteve sucesso comercial pela primeira vez nas indústrias de análise de ligas. Agora está sendo aplicado a veículos elétricos, metais estratégicos, limpeza ambiental, exploração espacial e muito mais.
Os desenvolvimentos atuais e as perspectivas futuras são totalmente cobertos, juntamente com a revisão científica, em Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, 175 (2021), e também este ano, SciAps CTO David Day contribuiu com seu conhecimento e experiência para “Portable Spectroscopy and Spectrometry: Volume One” (Wiley), o primeiro trabalho abrangente a descrever as tecnologias capacitadoras da espectrometria portátil. Day escreveu o Capítulo 13: Espectroscopia de quebra induzida por laser de mão (HHLIBS), que explica o desenvolvimento da LIBS de mão e suas especificações.
Algumas das muitas aplicações SciAps LIBS
