Spårmängder av sprängämnen såväl som narkotika kan detekteras med Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS). Denna metod utvecklas av Malwina Liszewska från Military University of Technology. Tjänsterna använder enheter utrustade med en laser och en detektor för att identifiera ett okänt ämne. Forskare perfekterar metoder som till exempel kan rädda resenärer från att bli attackerade.

PARTIKEL OCH DESS LJUS "FINGERPRINT"

I en Raman-spektrometer belyses ämnet av laserstrålning. Därefter kommer hennes erkännande. Hur händer det? "Ämnets molekyler sprider ljus och det så kallade Raman-effekt, när energin i incidentfotonen förändras. Utan att gå in i detaljer - det spridda ljuset faller på detektorn och omvandlas till ett spektrum. Det är som ett fingeravtryck från en molekyl, förklarar Malwina Liszewska.

Som en doktorand vid Institute of Optoelectronics of the Military University of Technology förklarar, används Raman-spektroskopi för att upptäcka relativt stora mängder sprängämnen eller andra farliga ämnen. Bärbara Raman-spektrometrar används till exempel på flygplatser och andra platser i allmänna utrymmen, där ett paket, en foliepåse eller en flaska med pulver kan finnas kvar.

Problemet är att bombplanen också använder hemgjorda explosiva anordningar, såsom en sluten burk fylld med farligt material. Endast på förpackningens yta finns spår av explosiva ämnen, osynliga för blotta ögat. Det är här en relaterad teknik är till nytta - ytförbättrad Raman-spektroskopi.

IDRaman mini Raman-spektrometer, bredvid den - en mobiltelefon, foto: M.Liszewska
IDRaman mini Raman-spektrometer, bredvid den - en mobiltelefon, foto: M.Liszewska 

I denna teknik använder forskare ett speciellt substrat eller en pinne med nanopartiklar. Du kan använda denna pinne för att torka en fläck eller en del av ett föremål som potentiellt kan vara förorenat med sprängämnen. Sedan görs en mätning som förklarar vad granskarna har att göra med. Metoden kan användas inom medicin, industri eller kriminalteknik.

FJÄRRMÄTNINGSSKYDD MÄNNISKA

Raman-effekten som enheten bygger på är mycket svag. Endast en foton i en miljon genomgår processen med oelastisk ljusspridning. Därför är en nanostrukturerad yta nödvändig för att förstärka signalen som plockas upp av mätanordningen. Forskare över hela världen bygger ytor från nanostjärnor, nanotrådar eller mikroblommor, främst guld, silver och koppar. De kontrollerar sedan om sådana ytor kan upptäcka TNT, Hexogen eller Pentrite.

Malwina Liszewska planerar att utvidga denna forskning till så många sprängämnen som möjligt. För detta ändamål skapar det så kallade bibliotek med spektra av farliga ämnen. Sådana bibliotek bör placeras i datorn som styr spektrometern. Under testet låter programvaran dig jämföra spektrumet för ett okänt ämne med det i databasen.

Doktoranden definierar enhetens modellparametrar för att göra SERS-mätningar, inklusive fjärrmätningar. Den bestämmer lämplig längd av laserstrålning och väljer de bästa substraten för detektering av enskilda sprängämnen. Det kommer också att kontrollera om flera sprängämnen kan upptäckas på en yta.

En bärbar Raman-spektrometer med ett nytt substrat - i form av en pinne på en robot - skulle möjliggöra fjärrdetektering av spårmängder av farliga material. En robot som stöder t.ex. pyroteknik eller brandmän kan på ett säkert sätt för operatören radera ytan på ett misstänkt föremål med en SERS-stick och sedan analysera den med en Raman-spektrometer.

Malwina Liszewska arbetar bland annat på substrat av galliumnitrid. Deras ytstruktur modifieras och sedan sprutas ett lager av guld eller silver på det. Dessa substrat tillverkas vid Institutet för högtrycksfysik vid den polska vetenskapsakademin.

PAP - Vetenskap i Polen, Karolina Duszczyk

kol / zan /

Källa och foton: Vetenskap i Polen


Helt galen på smart. Om något nytt dyker upp måste det överlämnas och testas. Han gillar lösningar som fungerar och hatar värdelösa prylar. Hans dröm är att bygga den bästa smarta portalen i Polen (och senare i världen och Mars 2025).

Polsk grupp Smart Home av SmartMe

Polsk grupp Xiaomi av SmartMe

SmartMe-kampanjer

Relaterade inlägg