Hurtig teknik til at bestemme strukturen af ​​ethvert materiale

Forskere ved National Research Nuclear University MEPhI (Rusland) har fundet en måde at betjene lasermassespektrometre i en ny tilstand for at bestemme grundstofsammensætningen af ​​materialer uden at bruge såkaldte standardprøver. Den nye metode fremskynder prøvetagningsprocessen og reducerer omkostningerne med en ny kompakt enhed. Undersøgelsens resultater offentliggøres i European Journal of Mass Spectrometry .

"De mest åbenlyse praktiske anvendelser for vores arbejde viser, at vi kan bruge en ekstremt kompakt, højfølsom og højproduktiv enhed til direkte prøveudtagning uden ikke-standardanalyse, der koster mindre, " MEPhI professor Alexei Sysoyev bemærkede.

Processen til at analysere sammensætningen af ​​ethvert stof består af følgende tre trin:

• bestemmelse af grundstofsammensætningen og beregning af andele af kemiske grundstoffer fra Dmitri Mendeleevs periodiske system af grundstoffer i en prøve;
• molekylær prøveudtagning;
• isotopprøvetagning.

Dette refererer kun til elementær analyse. Traditionelle metoder til elementær analyse kræver omhyggelig forberedelse af prøver. faststofprøver, herunder mineraler, skal opløses, og denne tidskrævende proces øger chancerne for blandinger og kontaminering.

Ud over langvarige prøveforberedelser, det er nødvendigt at sammenligne dem med standardprøver for at undgå fejl under prøvetagning af et stof. Enhver prøve, der undersøges, kan indeholde blandinger af andre mineraler. Derfor, standardprøver erhverves til massespektrometriformål, og dette øger prøveudtagningsomkostningerne. Eksperter kender sammensætningen af ​​disse dyre prøver. For eksempel, der er standard bronzelegeringer med en vis mængde tilsætningsstoffer.

Forskere fra National Research Nuclear University MEPhI har foreslået en ny metode til at udvikle et lasermassespektrometer med kileformede ionspejlreflektorer. Denne alsidige metode til prøveudtagning af faststofmaterialer kræver ikke standardprøver. Såkaldt grundstofprøvetagning uden standardprøver gør det muligt direkte at bestemme grundstofsammensætningen af ​​prøver. Ved bestemmelse af grundstofkoncentrationer i prøver, forskere behøver ikke længere samtidigt at analysere standardprøver af en kendt sammensætning.

Den nye metode kræver også en opgradering af lasermassespektrometeret. Forskerne siger, at den nye analysator har fordele, inklusive brede energiudsving, lille størrelse og minimalt strømbehov. Andre fordele omfatter dens evne til at analysere alle klasser af stoffer, metodens renhed, muligheden for lokal og lag-for-lag analyse, samt fraværet af cluster ion interferens. Denne analysators pulsmetode kombineres fint med en laserkilde af ioner.

Denne metode forudsætter væsentlige reduktioner i enhedens omkostninger, og prøveudtagningsomkostningerne reduceres også mærkbart. Dette gør det muligt at udvide massespektrometrimetodens potentialer inden for kriminalistik, hvor der er behov for hurtig ekspertanalyse. Det åbner også op for nye perspektiver inden for medicin, herunder områder forbundet med analyse af mikroelementer i menneskehår og negle. Det kan mere præcist bestemme sammensætningen af ​​genstande, der transporteres over grænsen på jernbanestationer og lufthavne. Den kan også hurtigere analysere jordprøver for korrekt vurdering af miljøsituationen i et givet område.