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談?wù)劶す庹T導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)在生活中的應(yīng)用

更新時(shí)間:2022-10-09 瀏覽次數(shù):635次
  激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS)是用高能量脈沖激光燒蝕材料,使材料表面的微量樣品瞬間氣化形成高溫、高密度的等離子體,發(fā)射出帶有樣品內(nèi)元素特征波長的等離子體光譜,譜線的波長和強(qiáng)度反映了樣品中的元素組成及含量。激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)基于原子光譜和離子光譜的波長與特定的元素一一對應(yīng)的關(guān)系,而且光譜信號強(qiáng)度與對應(yīng)元素的含量也具有一定的量化關(guān)系,通過解析等離子體光譜,并結(jié)合定量分析模型,可以得到分析樣品成分的類別和含量信息。
 
  激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的研究發(fā)展:
 
  LIBS技術(shù)作為一種物質(zhì)成分檢測方法,雖然相比于電感耦合等離子體發(fā)射光譜等光譜檢測技術(shù)在精確度和靈敏度方面尚有不足, 但是LIBS技術(shù)的樣品需求量少并且無需預(yù)處理,對固體、液體、氣體、非導(dǎo)電材料和生物樣品等各種材料都適用,可同時(shí)探測多種元素。為了將LIBS技術(shù)進(jìn)一步向?qū)嵱没较蛲七M(jìn),提高LIBS探測的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和準(zhǔn)確性,目前研究重點(diǎn)集中在對收集光譜信號的優(yōu)化上,如增強(qiáng)光譜線信號強(qiáng)度、提高信噪比、降低基體效應(yīng)、提高探測限等方面。
 

激光誘導(dǎo)擊穿光譜

 

  LIBS技術(shù)應(yīng)用:
 
  1.環(huán)境檢測:
 
  由于近幾十年的工業(yè)發(fā)展,城市建設(shè)等因素導(dǎo)致環(huán)境污染日益嚴(yán)重,尤其是重金屬污染、水體富營養(yǎng)化等越來越引起人們的重視。這就迫切需要一種快速、原位、遠(yuǎn)距離、無需制樣的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對環(huán)境污染物質(zhì)的檢測和監(jiān)測。LIBS 可以滿足上述要求,可以檢測分析任何形態(tài)的物質(zhì)元素(液體,氣體,固體),在對水體污染,危險(xiǎn)有害廢物,氣體氣溶膠污染物質(zhì)的檢測分析,定量計(jì)算等方面都有很廣闊的應(yīng)用前景。
 
  2.食品安全和營養(yǎng)學(xué):
 
  目前LIBS技術(shù)已被應(yīng)用于食品、農(nóng)產(chǎn)品及植物成分的檢測研究。應(yīng)用LIBS技術(shù)結(jié)合自由定標(biāo)法分析楊樹葉片鈣、鐵,氮和磷的含量;利用LIBS技術(shù)分析了新鮮土豆及皮中的微量元素; 應(yīng)用LIBS檢測焙烤食品中鈉及氯化鈉的含量;應(yīng)用LIBS分析了臍橙中鎘含量,研究皮蛋殼中銅含量的檢測方法等。
 
  3.材料分析:
 
  采用激光誘導(dǎo)擊穿光譜分析技術(shù)對鋼樣中錳、鉻兩種微量元素的含量進(jìn)行測量。錳和鉻是鋼中兩種重要的微量元素,對鋼的性能有很大的影響,例如:鋼中含有一定量的鉻,能夠提高鋼的耐腐蝕性能,添加適當(dāng)?shù)腻i可以提高鋼的強(qiáng)度等。不但如此,LIBS可以對許多材料進(jìn)行成分元素定性以及定量的分析。
 
  4.軍事和太空領(lǐng)域:
 
  歐洲太空部計(jì)劃采用 LIBS 和拉曼光譜聯(lián)用裝置, 用于探測火星表面環(huán)境的特征。美國航空與宇宙航行局?jǐn)M在火星機(jī)器人上裝備一個(gè)基于LIBS 技術(shù)的探測裝置, 用于 2009 年火星登陸計(jì)劃 , 并對火星的表面化學(xué)進(jìn)行詳細(xì)分析。還可以進(jìn)行軍事中爆炸物探測等方面。
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