p Pesquisadores da Universidade de Houston relataram uma nova técnica para determinar a composição química de materiais usando luz infravermelha próxima. p O trabalho pode ter uma série de aplicações potenciais, incluindo a melhoria da análise de perfuração de fundo de poço na indústria de petróleo e gás e a ampliação do espectro de luz solar que pode ser colhida e convertida em eletricidade, disse Wei-Chuan Shih, professor associado de engenharia elétrica e da computação em UH e autor principal de um artigo que descreve a descoberta, publicado em 22 de junho em Nano Letras .

p “Do ponto de vista científico, é uma descoberta bastante nova para estimular a ressonância plasmônica no infravermelho próximo e fazê-la funcionar para nós, " ele disse.

p Isso significa que as substâncias que não podem ser medidas com precisão por sensores que operam no espectro infravermelho agora podem ser estudadas com muito mais detalhes do que as técnicas atuais que usam o espectro infravermelho próximo.

p Além de Shih, os outros autores incluem os pesquisadores de pós-doutorado Greggy M. Santos e Oussama Zenasni e os alunos de pós-graduação Fusheng Zhao e Md Masud Parvez Arnob.

p Espectroscopia usando o espectro infravermelho - uma técnica analítica que usa luz infravermelha para escanear e identificar a composição química dos orgânicos, materiais poliméricos e alguns materiais inorgânicos - é uma ferramenta importante, mas tem limitações. A luz infravermelha é absorvida pela água, portanto, a técnica não funciona com amostras à base de água.

p A digitalização de luz infravermelha é compatível com água, mas as técnicas atuais são menos sensíveis do que aquelas que usam outros comprimentos de onda.

p “Para superar essas barreiras, desenvolvemos uma nova técnica para obter simultaneamente detecção de índice químico e refrativo em 1-2,5 μm NIR (infravermelho próximo) faixa de comprimento de onda em discos de ouro nanoporoso (NPG), que apresentam pontos quentes plasmônicos de alta densidade de intensificação de campo elétrico localizado, "escreveram os pesquisadores." Pela primeira vez, A espectroscopia de absorção no infravermelho próximo com superfície aprimorada (SENIRA) foi demonstrada para detecção química de alta sensibilidade. "

p Shih disse que trabalhar com luz infravermelha é geralmente "uma faca de dois gumes, "pois pode ser usado com amostras à base de água, mas não fornece os detalhes necessários." Mostramos que a água não é um problema, mas também podemos aumentar a sensibilidade do que queremos medir em 10, 000 vezes, " ele disse.

p Ele e membros de seu laboratório trabalharam com discos de ouro nanoporosos desde a descoberta da estrutura em 2013. Para este projeto, ele disse que "sintonizado, "ou projetado, os nanodiscos reagem quando expostos a comprimentos de onda específicos, tornando possível o desenvolvimento de uma técnica de detecção com as vantagens de varredura infravermelha e infravermelha próxima.

p A técnica foi testada com várias amostras de petróleo bruto e outras amostras de hidrocarbonetos, e Shih disse que poderia ser útil na análise de fluido de fundo de poço, que usa espectroscopia de infravermelho próximo para analisar o material encontrado nas profundezas de um poço. A técnica permite que os sondadores saibam rapidamente o que está abaixo do solo ou no fundo do mar, mas ele disse que a nova técnica pode simplificar o processo porque requer uma amostra menor para análise, uma vantagem óbvia na caracterização de laboratório.

p Oliver C. Mullins, um consultor científico na Schlumberger e o principal criador da análise de fluido de fundo de poço, disse que a descoberta tem potencial tanto para o laboratório quanto para o campo.

p "A espectroscopia óptica fez contribuições significativas na indústria de petróleo e gás, além da caracterização laboratorial, "disse ele." Em particular, a análise de fluido in situ em poços de petróleo com base em sobretons vibracionais e absorção eletrônica nos comprimentos de onda visível e infravermelho próximo se tornou um padrão da indústria em perfilagem de poços de cabo de aço. A SENIRA traz uma perspectiva empolgante para uma potencial tecnologia de sensor melhor em configurações de campo e de laboratório. "

p Shih disse que os pesquisadores estão pensando em novas maneiras de fazer as coisas usando a técnica. "Podemos fazer muitas tipagens de óleo com pequenas quantidades de óleo."

p Embora o artigo use análise de composição de hidrocarbonetos como um exemplo de como a técnica poderia ser implantada, Shih disse que pode ser aplicado a qualquer espécie molecular. Esse amplo uso potencial, além da novidade da técnica, é por que Nano Letras publicou o artigo, ele disse.