پیش‌نویس:دستگاه آنالیز عنصری LIBS

دستگاه آنالیز عنصری LIBS چیست؟

دستگاه فروشکست القایی لیزری یا در انگلیسی LIBS مخفف عبارت Laser Induced Breakdown Spectroscopy است و یک ابزار قدرتمند برای تجزیه و تحلیل ترکیب عنصری مواد محسوب می شود. دستگاهی را تصور کنید که فقط با اشاره لیزر می تواند به شما بگوید که یک ماده از چه عناصری ساخته شده است. این در اصل کاری است که دستگاه LIBS انجام می دهد و ابزاری جذاب است که از قدرت لیزر برای فاش کردن اسرار عنصری مواد استفاده می کند.

اساس روش طیف سنجی فروشکست القایی لیزری یا LIBS

روش طیف سنجی LIBS براساس رویدادها و اتفاقات فیزیکی زیر عمل می کند:

• پالس لیزری: قلب فرآیند در یک پرتو لیزر متمرکز دقیق به سطح نمونه قرار دارد. این پالس لیزری یک پانچ قدرتمند، معمولاً در محدوده مادون قرمز نزدیک، بسته بندی می کند.
• فروشکست ماده: انرژی شدید لیزر با ماده نمونه برهمکنش می‌کند و باعث می‌شود بخش کوچکی تبخیر یا از بین برود. این یک ناحیه میکروسکوپی و با دمای بالا به نام پلاسما ایجاد می کند.
• ایجاد پلاسما: این پلاسما حالت معمولی ماده نیست. این یک ابر داغ و متراکم است که از الکترون‌های آزاد و اتم‌ها و یون‌های برانگیخته از مواد فرسوده تشکیل شده است. یک آتش بازی مینیاتوری را در نمونه تصور کنید! پدیده تابش در پلاسما ناشی از عوامل مختلفی مانند فیزیک پلاسما (Plasma physics)، دینامیک Shockwave، شیمی دمای بالا (High Temperature Chemistry) و نشر اتمی (Atomic Emission) است.

• تابش نور: همانطور که اتم‌ها و یون‌های برانگیخته در پلاسما به حالت پایه خود باز می‌گردند، نور را در طول موج‌های مشخصی ساطع می‌کنند. این طول موج ها برای هر عنصر منحصر به فرد هستند و به عنوان اثر انگشتی عمل می کنند که حضور آن را مشخص می کند.

• آنالیز طیفی: یک جزء پیچیده به نام طیف سنج وارد بازی می شود. نور ساطع شده از پلاسما را می گیرد و آن را به طول موج های تشکیل دهنده خود جدا می کند، دقیقاً مانند منشوری که نور سفید را به رنگین کمان جدا می کند.
• شناسایی عنصری: با تجزیه و تحلیل طول موج های شناسایی شده با استفاده از نرم افزار پیشرفته، دستگاه LIBS می تواند عناصر موجود در نمونه را شناسایی و کمیت کند. اساساً طول موج های شناسایی شده را با کتابخانه ای از اثر انگشت های عنصری شناخته شده مطابقت می دهد.