A tecnologia LIBS de pulso duplo fornece análise ecologicamente correta de materiais em águas profundas
Ilustração de um robô de mergulho que utiliza espectroscopia de plasma induzido por laser (LIBS) para analisar materiais em águas profundas de maneira ecologicamente correta. Crédito:INP O fundo do mar contém grandes quantidades de minerais e metais valiosos que são urgentemente necessários para tecnologias modernas, como carros eléctricos e turbinas eólicas. No entanto, a descoberta destes depósitos tem sido complicada até agora. Os robôs de mergulho usam pinças para coletar amostras, que são então analisadas a bordo de um navio de pesquisa. Um método inovador está agora a abrir novas possibilidades para uma exploração mais ecológica dos nossos oceanos.
Com espectroscopia de plasma induzido por laser (LIBS) usando lasers de pulso duplo, o Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) desenvolveu um método para análise ambientalmente correta de materiais a uma profundidade de 6.000 metros abaixo do nível do mar.
Juntamente com o Instituto Leibniz de Ciência e Tecnologia de Plasmas (INP) em Greifswald, o comportamento fundamental do processo foi investigado como parte de um projeto DFG. O método fornece análise elementar precisa em tempo real e substitui a demorada amostragem do fundo do mar.
A técnica de pulso duplo utiliza dois pulsos de laser:o primeiro pulso cria uma cavidade na água na superfície do material, enquanto o segundo pulso evapora o material da superfície e cria um plasma contendo os elementos para análise espectroscópica. O problema é a alta pressão subaquática, o que dificulta a geração de espectros significativos para análises precisas.
Otimizado para uso em alto mar
A pesquisa atual se concentra na análise de materiais com pressões de até 600 bar, como os encontrados a 6 mil metros abaixo da superfície, e no uso de pulsos de laser com energias de até 150 milijoules. Ao ajustar os parâmetros do laser, a equipe conseguiu otimizar as medições para a alta pressão do fundo do mar.
Os curtos atrasos de 0,5 microssegundos entre os pulsos de laser e o ajuste preciso dos tempos de início das medições do espectrômetro são cruciais para a qualidade dos dados obtidos.
A pesquisa foi publicada na revista Spectrochimica Acta Parte B:Espectroscopia Atômica .
