Os pesquisadores da BYU criaram um miniaturizado, versão portátil de uma ferramenta agora capaz de analisar a atmosfera de Marte - e esse é apenas um de seus inúmeros usos possíveis.

Durante décadas, os espectrômetros de massa ofereceram uma maneira relativamente rápida e altamente sensível de analisar e detectar compostos químicos. Mas seu tamanho volumoso tem sido um obstáculo, limitando seu potencial em campo.

Mas depois de passar 12 anos explorando o problema, Professor de química da BYU, Daniel Austin, juntou-se ao professor de engenharia elétrica Aaron Hawkins e outros colegas, desenvolveu um espectrômetro muito menor que ainda tem as capacidades de seus equivalentes maiores.

"O objetivo era levar o que de outra forma seria um grande, instrumento de bancada para algo que é pequeno o suficiente para carregar com você, "disse Austin, cujas descobertas da equipe foram publicadas recentemente no Journal of the American Society for Mass Spectrometry.

Embora espectrômetros menores tenham sido desenvolvidos no passado, eles geralmente são menos sensíveis e mais propensos a quebrar. Mas um pequeno espectrômetro cuja capacidade e força não são minimizadas por seu tamanho, Austin disse, abre um mundo de aplicações potenciais, incluindo o seguinte:

• Um espectrômetro de massa miniaturizado poderia detectar e encontrar armas químicas, minimizar o perigo para os soldados em uma determinada região.
• No domínio da segurança interna, espectrômetros de massa miniaturizados podem ajudar a detectar explosivos em aeroportos ou em outros lugares.
• Para investigadores forenses, espectrômetros portáteis podem ajudar com uma série de necessidades no local, incluindo determinar se um pó branco é uma droga ilegal ou algo benigno.

"Como os espectrômetros de massa são geralmente grandes e caros e exigem técnicos para operar, muitas pessoas não podem ter acesso a eles, "disse Yuan Tian, um co-autor do estudo e recente Ph.D. em química da BYU. grad. "Mas os espectrômetros de massa miniaturizados visam superar esses problemas tradicionais, reduzindo seu tamanho físico, peso e custo. "

Este, por sua vez, "fornece uma maneira mais rápida e simples de análise de compostos, "acrescentou o coautor e doutor em química Ailin Li.

Espectrômetros de massa de armadilha de íons normalmente funcionam por eletrodos de metal criando um campo elétrico. Esse campo elétrico tem um sinal de radiofrequência aplicado a ele, que captura os íons. Cientistas coletam amostras, ionizá-los, prender os íons e, em seguida, ejetar e detectar esses íons com base em suas massas, que então informa a composição química da amostra.

Austin e seus colegas usam um processo chamado microlitografia em placas de cerâmica e vidro para miniaturizar as armadilhas de íons. O espaço entre as placas é inferior a um milímetro e é "onde acontece a ação, "Austin disse, acrescentando que o dispositivo resultante é cem vezes mais leve e menor do que uma armadilha de íons convencional.

Este projeto específico foi financiado em parte pela National Science Foundation, e pesquisas relacionadas também foram financiadas pela NASA e pelo Departamento de Defesa dos EUA. O espectrômetro da equipe agora está sendo planejado para desenvolvimento comercial.

"A espectrometria de massa portátil permitirá muitas aplicações que você simplesmente não pode fazer agora, "Austin disse." Há muita ciência nova que pode ser feita com um instrumento que pode ser levado a qualquer lugar. Em vez de enviar amostras para um laboratório distante e esperar pelos resultados, um instrumento portátil pode dar resultados imediatos, permitindo decisões rápidas. "