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LIBS技术的发展现状与展望

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 LIBS技术的发展现状与展望
LIBS是Laser-Induced Breakdown Spectroscopy(激光诱导击穿光谱仪)的简称,其工作原理是利用脉冲激光产生的等离子体烧蚀并激发样品(通常为固体)中的物质,并通过光谱仪获取被等离子体激发的原子所发射的光谱,以此来识别样品中的元素组成成分,进而可以进行材料的识别、分类、定性以及定量分析。LIBS作为一种新的材料识别及定量分析技术,既可以用于实验室,也可以应用于工业现场的在线检测。
 由于LIBS技术具有快速直接分析,几乎不需要样品制备,可以检测几乎所有元素、同时分析多种元素,对样品表面风华、尘土层形成清洁,可实现逐层分析且基体形态多样性,可以检测几乎所有固态样品,远距离探测,适用于现场分析等,因而LIBS弥补了传统元素分析方法的不足,尤其在微小区域材料分析、镀层/薄膜分析、缺陷检测、珠宝鉴定、法医证据鉴定、粉末材料分析、合金分析等应用领域优势明显,同时,LIBS还可以广泛适用于石油勘探、水文和地质勘探、冶金和燃烧、制药、环境监测、科研、军事及国防、航空航天等不同领域的应用。
 为了能够更好的了解LIBS技术,段教授举了一个典型的例子,美国宇航局的“好奇号”火星探测器,实际就是使用高能激光枪击打火星岩石,产生等离子体,通过光学系统收集火星岩石矿物,着陆后,地面控制人员将指示好奇号利用携带的科学设备分析样品,分析其矿物和化学成分,以确定火星上是否有水,是否有或曾经有适合生命存在的环境。
  随后段教授介绍了一些团队研发的样品,如自主研发改进StanfordDG535延时器;光机系统的内部结构;正在做的便捷式LIBS样机(功能:样品测试点的可视化选取、自动测试),为了提高LIBS的灵敏度,采用两台脉冲激光器产生两束脉冲激光,作用于样品表面,起到增强信号的作用。增强LIBS信号的其他方法有空间限制、微波场、脉冲放电、稳定磁场;用LIBS技术做的钢铁样品分析、钛铁成分分析、钒铁成分分析。段教授指出,通过LIBS测试,可以非常快的测试出是宝石中是否有特殊的元素存在,例如常见的铍元素,以此鉴别宝石的真伪。
 液体样品直接分析之前的方法容易使液体飞溅、等离子体猝灭、等离子体寿命短,现在LIBS技术的新方法,多孔静电喷雾聚合物超细纤维固相负载技术、介孔碳固相负载技术、基于纳米石墨的固相分散微萃取技术、基于纳米通道的多孔氧化铝膜及纳米金信号增强技术等有效的解决这些问题。
  最后,段教授对今后研发团队的研究方向作了一个简单的概述,主要是围绕五方面进行,质谱技术:新型离子源的研发、等离子体源质谱设计与研发、生物质谱;非侵入式医学诊断:疾病生物标识物的筛选、非侵入式医学检测用于重大疾病的早期诊断;激光光谱分析:激光诱导击穿光谱、激光拉曼光谱、激光诱导荧光光谱、激光腔衰荡光谱;新型传感器:化学传感器、生物传感器、光纤传感器;分析仪器的小型化:新型便携式、手持式现场在线分析仪器的研发与应用。
 自从LIBS技术问世以来,该技术就被公认为是一种前景广阔的新技术,随着LIBS技术进一步深入系统的研发,相信LIBS技术将会在光谱探测技术中大放异彩,为分析领域带来众多的创新应用


IP属地:陕西1楼2014-12-31 17:10回复
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    IP属地:江苏2楼2016-03-24 08:26
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