آنالیز عناصر فلزی و غیرفلزی نمونه‌ها با تجهیزات لیزری فناوران کشور

محققان یکی از شرکت‌های دانش‌بنیان دستگاهی را مبتنی بر لیزر برای آنالیز عناصر فلزی و غیر فلزی به تولید رساندند که به گفته آنها این دستگاه قابل نصب روی خطوط تولید است و از این طریق به صورت برخط داده‌های آنالیز به اپراتور ارسال می‌شود.

کد خبر: ۶۷۴۷۴۱

تاریخ: ۱۳ دی ۱۴۰۲ - ۱۴:۰۹

میثم گزمه، رئیس هیات مدیره این شرکت دانش‌بنیان در گفت‌وگو با ایران اکونومیست، با بیان اینکه به مدت ۱۰ سال است که به صورت محصول محور، فعالیت خود را آغاز کرده‌ایم، افزود: در حوزه طیف‌سنج‌ها محصولی را در یازدهمین نمایشگاه تجهیزات آزمایشگاهی، مواد و تست و آزمون رونمایی کردیم.

وی این محصول را طیف‌سنجی فروشکست القایی لیزر یا لیبز (LIBS) برای آنالیزگرهای عنصری عنوان کرد و افزود: دستگاه‌هایی که وارد کشور می‌شوند، از نظر قیمتی، هزینه‌های بالایی دارند و یا تعمیر و نگهداری آنها با چالش‌هایی مواجه هستند.

گزمه ادامه داد: ولی دستگاهی که ما در این شرکت به تولید رساندیم، مجهز به تکنیک‌های لیزری است و می‌توانند بدون خراب کردن نمونه اولیه، اطلاعات عنصری و اتمی نمونه را استخراج و در اختیار کاربر قرار دهند. عناصر آنالیز شده توسط این دستگاه شامل عناصر فلزی و غیر فلزی می‌شود.

این محقق، طیف‌سنجی فروشکست القایی لیزر یا لیبز (LIBS)  را روشی دانست که در آن می‌توان عناصر یک نمونه را به صورت هم‌زمان و با سرعت بسیار بالا (در حد ثانیه) شناسایی کرد و یادآور شد: دستگاه طیف‌سنجی تولید شده یک فناوری آنالیز اتمی فوق سریع است که از یک پالس لیزر کوتاه معمولاً در حد نانوثانیه برای ایجاد یک میکروپلاسما در سطح نمونه استفاده می‌کند.

عضو هیات مدیره این شرکت یادآور شد: داده‌های به دست آمده از این دستگاه قابل استفاده در صنایع مختلف چون معدن، گوهرشناسی، سیمان و پتروشیمی‌ها است.

وی خاطر نشان کرد: معمولا دستگاه‌هایی که در این حوزه مورد استفاده قرار گرفته است، باید بخشی از نمونه اولیه گرفته شود، ولی دستگاه ما را حتی می‌توان در خط تولید نصب کرد و آنالیز های لازم را انجام داد. به عنوان مثال با نصب این سیستم در ذوب آهن می‌توان عناصر فلزات خط تولید خود را شناسایی کرد و داده‌ها را به صورت برخط به اپراتور ارسال می‌کند.

گزمه تاکید کرد: این تکنیک آنالیز، مزایای منحصر به فرد بسیاری را در مقایسه با سایر تکنیک‌های آنالیز عناصر ارائه می‌دهد. این مزایا شامل موارد زیر می‌شود:

• اندازه‌گیری بدون آماده‌سازی نمونه
• زمان اندازه‌گیری بسیار سریع (معمولاً میلی ثانیه) برای آنالیز یک نقطه واحد از سطح نمونه
• پوشش عناصر گسترده از جمله عناصر سبک‌تر مانند H، BE، Li، C، N، O، NA و MG
• انجام پروتکل‌های آنالیز چندوجهی: شامل آنالیز تک نقطه‌ای، آنالیز نقطه به نقطه یک سطح از نمونه و تهیه نقشه عنصری سطح
• پروفایلومتری عمق: شروع از سطح و پیشروی در لایه‌های زیرین (مناسب برای روکش‌های چندلایه فلزی و غیر فلزی)
• آنالیز نمونه لایه نازک بدون نگرانی از تداخل زیرلایه.

به گفته وی، حد تشخیص معمولی LIBS برای عناصر فلزی سنگین در محدوده (ppm) ۱۰۰-۱ است، LIBS برای طیف گسترده‌ای از ماتریس‌های نمونه که شامل فلزات و آلیاژهای فلزی، نیمه‌هادی‌ها، پلیمرها، بافت‌های بیولوژیکی، عایق‌ها، پلاستیک‌ها، خاک، گیاهان، پوشش نازک و مواد الکترونیکی است، کاربرد دارد.

عضو هیات عامل این شرکت، در خصوص LIBS توضیح داد: فرآیند اصلی که محور فناوری LIBS است، متشکل از یک میکرو پلاسما در سطح نمونه با درجه حرارت بالای ناشی از پالس لیزر کوتاه است. هنگامی که پالس لیزر نانوثانیه بر روی سطح نمونه متمرکز شده است، حجم بسیار بسیار کمی از نمونه به طور خیلی سریع در طی فرآیند تبخیر سطحی یا انفجار فاز (Phase Explosion) به پلاسما تبدیل می‌شود. در ادامه برهمکنش این پلاسما با پالس لیزر، اتم‌های حاضر در نمونه تحریک شده و خطوط تابشی خود را گسیل می‌کنند. این تابش‌ها برای شناسایی و مشخصه‌یابی عناصر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

وی افزود: نور ساطع شده از پلاسما با اداوت اپتیکی جمع‌آوری شده و وارد سیستم اسپکترومتر LIBS که یک سیستم با رزولوشن و حساسیت بسیار بالا است، ارسال می‌شود. این اسپکترومتر توانایی ارسال و دریافت داده در زمان‌های نانوثانیه و میکروثانیه را دارد.