Dobbelt-puls LIBS-teknologi giver miljøvenlig analyse af dybhavsmaterialer

Havbunden indeholder store mængder værdifulde mineraler og metaller, der er et presserende behov for moderne teknologier som elbiler og vindmøller. Det har dog hidtil været kompliceret at opdage disse aflejringer. Dykkerrobotter bruger gribere til at tage prøver, som derefter analyseres ombord på et forskningsfartøj. En innovativ metode åbner nu op for nye muligheder for mere miljøvenlig udforskning af vores have.

Med laser-induceret plasmaspektroskopi (LIBS) ved hjælp af dobbeltpulslasere kan Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) har udviklet en metode til miljøvenlig analyse af materialer i en dybde på 6.000 meter under havets overflade.

Sammen med Leibniz Institute for Plasma Science and Technology (INP) i Greifswald blev den grundlæggende procesadfærd undersøgt som en del af et DFG-projekt. Metoden giver præcis elementær analyse i realtid og erstatter tidskrævende prøveudtagning af havbunden.

Dobbeltpulsteknikken bruger to laserimpulser:Den første impuls skaber et hulrum i vandet ved materialets overflade, mens den anden impuls fordamper materiale fra overfladen og skaber et plasma, der indeholder elementerne til spektroskopisk analyse. Problemet er det høje tryk under vandet, som gør det vanskeligt at generere meningsfulde spektre til nøjagtig analyse.

Optimeret til dybhavsbrug

Den nuværende forskning fokuserer på at analysere materialer ved tryk på op til 600 bar, som dem, der findes 6.000 meter under overfladen, og at bruge laserimpulser med energier på op til 150 millijoule. Ved at justere laserparametrene var holdet i stand til at optimere målingerne for dybhavets højtryk.

De korte forsinkelser på 0,5 mikrosekunder mellem laserimpulserne og den præcise justering af starttidspunkterne for spektrometermålingerne er afgørende for kvaliteten af ​​de opnåede data.

Forskningen er blevet publiceret i tidsskriftet Spectrochimica Acta Part B:Atomic Spectroscopy .

Flere oplysninger: M. Henkel et al., Dobbelt-puls LIBS i vand med op til 600 bar hydrostatisk tryk og op til 150 mJ energi af hver impuls, Spectrochimica Acta Part B:Atomic Spectroscopy (2024). DOI:10.1016/j.sab.2024.106877

Leveret af Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V.