Química em campo em qualquer lugar com LIBS portátil

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Russell Harmon: Uma visão para o futuro da LIBS

O SciAps lançou o primeiro computador de mão verdadeiramente portátil do mundo há apenas alguns anos, mas Dr Russel Harmon, um geoquímico que trabalha com LIBS de laboratório há mais de 20 anos, diz que os recursos de análise rápida e em tempo real da série Z do SciAps estabelecem um novo padrão para análises químicas no campo. Sua nova missão é espalhar a palavra. Para saber como o SciAps se tornou o portátil favorito do mundo, leia "Handheld LIBS — a mais recente história de sucesso em instrumentação analítica portátil".

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‍O Santo Graal para a geologia

‍O trabalho de Russell Harmon no laboratório LIBS abrange desde a detecção de chumbo em tinta e solo até a detecção de explosivos e análise de invólucros de minas terrestres no Laboratório de Pesquisa do Exército dos EUA, a trabalhar com parceiros como o Dr. Richard Hark na aplicação do conceito de “impressão digital geoquímica” a minerais de conflito para determinar onde foram extraídos.

No início de sua carreira, ele passou dez anos estudando vulcões nos Andes. Durante esse tempo, centenas de amostras foram coletadas em sequências de fluxo de lava e transportadas de volta ao laboratório para análise por técnicas caras e demoradas, a fim de encontrar as poucas amostras quimicamente distintas de importância. “Ter um analisador que pudesse nos dizer isso no campo, de modo que tivéssemos que trazer apenas dez em vez de centenas de amostras, teria sido maravilhoso”, diz Harmon.

“Assim, quando comecei a trabalhar com o LIBS de laboratório, sabia que este poderia ser o 'Santo Graal' para análises geoquímicas no campo, uma vez feito de forma portátil, como havia acontecido recentemente com o XRF”, diz Harmon.

‍Impressão digital geoquímica em segundos

‍Em meados da década de 2010, com um LIBS verdadeiramente portátil no horizonte, o Dr. Harmon começou a usar o LIBS de laboratório para ilustrar o potencial da impressão digital para a comunidade geológica.

“Vi que as unidades XRF portáteis de campo estavam apenas começando a chegar ao mercado e sabia que a tecnologia portátil LIBS tinha que amadurecer, mais cedo ou mais tarde, para a geologia”, diz Harmon.

Em 2010, o interesse em miniaturizar os componentes do LIBS cresceu, levando ao Spark OES e ao “LIBS in a box” — basicamente uma mala cheia de instrumentação transportada para o campo — até que, em 2015, a SciAps desenvolveu o primeiro LIBS portátil, o Z-500 . De repente e de forma conclusiva, ele e seus colegas puderam demonstrar a aplicação do LIBS portátil in situ. Harmon aplicou a tecnologia SciAps em grande parte de sua pesquisa, como a autenticação de minerais em coleções de museus - facilmente mais de 200 análises de granadas em um dia, por exemplo.

“Imagine essas instituições de classe mundial tendo um LIBS disponível para testar amostras e artefatos à medida que chegam, para validar sua classificação rotulada ou discriminar entre falsificações e coisas reais”, diz Harmon.

“O LIBS também pode ser usado para demonstrações em museus, como uma forma de envolver os visitantes, ou os visitantes podem usar um LIBS para interrogar um conjunto de amostras em uma exibição para identificar o que são.”

‍Amplificador de código aberto

‍Embora tenha escrito sobre sua pesquisa e publicado muitos artigos para revistas científicas, o Dr. Harmon não se contenta com os pesquisadores da LIBS publicando apenas em revistas espectroscópicas. Sua missão é conscientizar geólogos e arqueólogos sobre os benefícios da análise LIBS por meio da publicação em periódicos dessas disciplinas.

“É frustrante que os cientistas da comunidade analítica da LIBS publiquem todos os tipos de aplicações interessantes sobre as aplicações geológicas e arqueológicas da LIBS em seus periódicos comunitários especializados. Assim, as informações sobre possíveis aplicações tendem a não chegar à comunidade de usuários potenciais, pessoas que poderiam se beneficiar de análises rápidas em tempo real, seja em laboratório ou em campo. A maioria dos cientistas nessas comunidades não está familiarizada com as técnicas analíticas de ponta, então eles geralmente estão atrasados ​​nesse contexto”, diz Harmon.

Ele acredita que a comunidade analítica tem a responsabilidade de alcançar a comunidade de usuários. “Mas muitas vezes não faz um bom trabalho nisso. Então é isso que eu quero fazer.” Dr. Harmon continua a escrever artigos sobre LIBS portátil com esse objetivo em mente.

‍guru da feira

‍Harmon é conhecido por se juntar ao SciAps em conferências e feiras de geociências para exaltar as virtudes dos analisadores portáteis SciAps LIBS e XRF.

“O trabalho de campo com analisadores portáteis não substituirá o trabalho de laboratório detalhado, mas nos ajudará a fazer um trabalho melhor na coleta de amostras e na compreensão do que estamos vendo no campo. Não há substituto para isso”, diz Harmon.

Nas quatro ou cinco vezes em que ele ajudou a SciAps com um estande, houve tráfego ininterrupto durante todos os dias da reunião. Em muitos casos, as pessoas estavam esperando ou voltando mais tarde para ver de perto essa tecnologia inovadora e uma demonstração apropriada para o usuário. “Não me surpreendeu porque essas são ferramentas novas e mesmo as pessoas que são principalmente geoquímicas não necessariamente as conhecem”, diz Harmon. Quanto mais pessoas ele alcançar, melhor, diz ele.

‍EPA, você pode me ouvir?

‍Harmon também espera fazer incursões na comunidade ambiental. Obter respostas no terreno em tempo real pode mudar a forma como a limpeza de solos contaminados e a monitorização da remediação são conduzidas. Harmon sabe que usar LIBS e XRF (porque com ambos os analisadores, pode-se analisar efetivamente elementos leves e pesados) como ferramentas para monitorar o solo pode reduzir significativamente o tempo e o custo da análise de solo contaminado e do monitoramento de validação pós-limpeza. A questão é a relutância da comunidade reguladora em aceitar novas técnicas. “Há um grande interesse em não alterar os protocolos padrão, embora agora tenhamos ferramentas mais rápidas, melhores e mais baratas. Às vezes é deprimente ver o potencial dessa enorme aplicação, mas não podemos invadi-la porque os regulamentos da EPA exigem o uso de abordagens específicas de coleta de amostras no campo e protocolos analíticos subsequentes no laboratório”, diz Harmon.

“Por que manter esses protocolos demorados e caros quando podemos simplesmente atravessar a área com um analisador portátil e obter a resposta imediatamente?”

‍Com LIBS portátil, para sempre uma criança em uma loja de doces

‍Embora Harmon tenha trabalhado com SciAps LIBS em laboratórios e museus por mais de cinco anos, não foi até junho passado que ele conseguiu entrar em campo com um analisador portátil LIBS adquirido pelo professor Lewis Owen presidente do Departamento de Ciências Marinhas, Terrestres e Atmosféricas da North Carolina State University, para análise de verniz de rocha no deserto de Mojave.

“Eu era como uma criança em uma loja de doces”, diz Harmon, descrevendo o trabalho de campo na Califórnia.

Neste outono, Harmon espera viajar com Owen, Ricardo Hark e Michael Wise, do Museu Nacional de História Natural da Smithsonian Institution para as montanhas da Carolina do Norte com LIBS em mãos.

“Esperamos fazer alguma prospecção de minerais brutos de gemas de lítio que ocorrem nessas montanhas. Isso vai ser emocionante,” diz Harmon.

Harmon e Hark também continuarão seu trabalho com obsidiana e artefatos de obsidiana da Califórnia.

“É um projeto sobre a discriminação da fonte de obsidiana e o rastreamento de artefatos até sua fonte e, assim, entender as rotas comerciais para ver como os povos indígenas negociavam mercadorias no oeste dos Estados Unidos”, diz Harmon.

Vinte anos atrás, o Dr. Harmon teve uma visão para o futuro da LIBS e esse futuro está aqui. “Obrigado ao SciAps por criar o LIBS portátil. Estou esperando há muito tempo por isso”, diz Harmon. Agora, ele está fazendo o possível para trazer o resto do mundo científico para o século 21 com ele.

A comunidade científica e de pesquisa adotou a LIBS portátil como uma ferramenta de pesquisa e investigação. Consulte Mais informação...

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