Aktivierung neuer Geschäfte mit Handheld-LIBS

Es gibt einen Teil der ...

Neues Tool, neue Möglichkeiten

SciAps hat das weltweit erste tragbare LIBS in erster Linie entwickelt, um der Metallanalysebranche dabei zu helfen, Kohlenstoff und Kohlenstoffäquivalente an rauen oder abgelegenen Einsatzorten gewinnbringender zu überprüfen. Es dauerte jedoch nicht lange, bis Forscher auf der ganzen Welt damit begannen, eine Reihe unterschiedlicher Anwendungen zu erforschen – von denen viele auf der SciAps-Website erwähnt werden – und öffneten damit die Tür zu einem Universum neuer Geschäftsmöglichkeiten, die auf der Elementaranalyse basieren. Als Partner des SciAps Academic Loaner-Programms fügte Dr. Richard Hark, ein ausgebildeter synthetischer organischer Chemiker, der jetzt als Naturschutzwissenschaftler arbeitet, das Instrument mit Begeisterung zu seinen Forschungsinstrumenten hinzu. Hier sind einige der neuartigen Möglichkeiten Dr.Hark hat das Handheld LIBS in den letzten Jahren angewendet.

Erstellen einer Sammlung von Proben aus Minen in Konfliktregionen

Es gibt einen Teil der ...Um auf dem anfänglichen Erfolg aufzubauen, den Dr. Hark und seine Mitarbeiter bei der Beschaffung geografisch unterschiedlicher Kolumbit-Tantalit-Proben mithilfe von LIBS hatten, erkannte er, dass es notwendig sein würde, eine ziemlich umfassende Bibliothek von Mineralien aus verifizierten Standorten zu erstellen. Um die notwendigen Muster zu beschaffen, arbeitete er mit einem großen Unternehmen der Unterhaltungselektronik sowie mit Mitarbeitern zusammen, die Erfahrung in der Arbeit in Konfliktregionen hatten. „Was man wirklich braucht, um eine definitivere Antwort zu erhalten, wäre, dass die Leute argumentieren könnten, dass die Mineralien aus einer anderen Mine stammten. Außerdem ist es eine sich verändernde Landschaft. Die Miliz könnte diese zehn Minen einen Monat lang kontrollieren und dann könnten sie sechs Monate später weitere Minen kontrollieren“, sagt Hark. Harks Beteiligung an diesem US-Projekt endete, als das Bezirksgericht in Washington, DC, entschied, dass die Lieferkettenanforderung des Dodd-Frank Act gegen das Verbot der erzwungenen Rede verstoße. Er glaubt jedoch immer noch, dass die Verwendung von Handheld-LIBS zur Identifizierung von Proben, die für einzelne Minen einzigartig sind, ein vielversprechender Weg ist, zur Lösung dieses komplexen geopolitisch-wirtschaftlichen Problems beizutragen.

Es gibt einen Teil der ...Zuordnung von Kisten mit verbrauchter Munition in Kampfgebieten

Es gibt einen Teil der ...Obwohl es eine Reihe von Unternehmen gibt, die nicht gekennzeichnete Munition herstellen, arbeitete Hark mit einer Gruppe zusammen, um den Hersteller von Patronenhülsen zu identifizieren, die in einem Konfliktgebiet gesammelt wurden. Dabei handelte es sich um bodenständige Leute, die nach einem Feuergefecht verbrauchte Patronenhülsen aufsammelten, um nicht nur Beweise dafür zu erhalten, wer die Kombattanten waren, sondern auch, woher sie die für die Verfolgung ihres Konflikts erforderliche Ausrüstung bekamen. „Also haben wir uns die Verantwortlichen angesehen, um ihnen Antworten zu geben“, sagt Hark. Dies war ein kleines Pilotprojekt mit dem LIBS, aber diese einzigartige Anwendung hat das Potenzial, nützliche Antworten zu Konfliktbereichen zu liefern.

Es gibt einen Teil der ...Brennholzanalyse hilft, einen Mordfall zu beenden

Es gibt einen Teil der ...Die Analyse von Holz mit LIBS ist ein neues und relativ unerforschtes Gebiet. Ein Bericht, dem Dr. Hark mit der forensischen Analyse von Holz vertraut war, das an einem Tatort beschafft wurde, an dem eine Leiche verbrannt wurde. Dr. Hark fasste die Analyse in a zusammen Buchkapitel über forensische Anwendungen:

„Die LIBS-Analyse von Holz spielte eine herausragende Rolle bei einer Mordermittlung in Collin County, Texas, im Jahr 2004, bei der ein Verdächtiger versuchte, eine Leiche zu beseitigen, indem er sie auf einem Scheiterhaufen aus Feuerholz verbrannte. Am Tatort wurden zehn Holzstämme geborgen, zusammen mit vier Holzstämmen, die der Verdächtige kurz vor dem Mord zu einer Party mitgebracht hatte. Alle 14 Scheite wurden teilweise verbrannt. … ein Forscher am Oak Ridge National Laboratory, der LIBS zur Untersuchung von Holz verwendete, wurde gebeten, 11 der Proben zu analysieren. Emissionsspektren wurden für verbrannte und unverbrannte Bereiche aller 14 Scheite erhalten …. Die LIBS-Spektren für alle Proben zeigten Linien, die C, N, Ca, Al, Fe, Ti, Si, Mg, Mn und Na entsprachen, und waren bei visueller Untersuchung identisch. Bezeichnenderweise gab es keinen offensichtlichen Unterschied zwischen dem unverbrannten Holz und den verkohlten Scheiten. Vollständige Spektren wurden verwendet, um eine Korrelationsanalyse durchzuführen, und die Forscher berichteten, dass sie sich zu 99.999 % sicher waren, dass die Spektren der Protokolle identisch waren. Sie kamen zu dem Schluss, dass „um ein solches Maß an statistischer Signifikanz zu erreichen, es sehr wahrscheinlich ist, dass die Stämme von demselben Baum stammen oder zumindest von demselben Baumbestand, der an einem sehr begrenzten Ort wächst.“

Die Beweise gelangten nie in den Prozess. „Das hätte wahrscheinlich vor Gericht nicht Bestand gehabt, aber es trug offenbar zu den Beweisen bei, die die Person zu einem Geständnis veranlassten“, sagt Hark.

Es gibt einen Teil der ...Nahezu unbegrenzte Anwendungsmöglichkeiten für die Forensik

Es gibt einen Teil der ...Mit SciAps-Instrumenten zur Analyse sehr kleiner Teile kann LIBS viele Materialien in forensischen Fällen analysieren, wie zum Beispiel Glas (Fragmente von Gebäudefenstern, Getränkebehältern, Autofenstern, Scheinwerfern oder Spiegeln), Farbe (Späne oder Flecken), Tinte und Papier ( gefälschte Geschäftstransaktionen, Falschgeld oder Kunstfälschungen), Textilfasern (Art, Farbe und Art des verwendeten Farbstoffs), biologische Materialien (Pflanzen, Tiere, Knochen, Zähne, Haare, Nägel) sowie nukleare und radiologische Materialien (vor der Detonation). und Formen nach der Detonation). Der Einsatz von tragbaren LIBS für forensische Zwecke bietet ein erhebliches Potenzial für eine schnelle Materialidentifizierung und Klassifizierung von Beweismitteln, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass sie auch vor Ort durchgeführt werden können. Alle diese Anwendungen werden im Kapitel von Dr. Hark besprochen Forensische Anwendungen von LIBS.

Es gibt einen Teil der ...Ausweitung der Konservierung in öffentlichen und privaten Sammlungen

Es gibt einen Teil der ...Ein aktuelles Kunstgewerbeprojekt, an dem Dr. Hark in Yale arbeitet, versucht, Mahagoni und Mahagoni-Look-a-likes zu identifizieren. „Das ist Holz, das im botanischen Sinne kein echtes Mahagoni ist, sondern beispielsweise in einem Möbelstück wie Mahagoni aussehen kann“, sagt Hark. Diese LIBS-Anwendung ist wichtig für Restauratoren und Kuratoren. Durch die Analyse hoffen sie, ihre Sammlung und die zur Herstellung von Möbeln verwendeten Rohstoffe besser zu verstehen. Die Fähigkeit, Mahagoni von anderen ähnlich aussehenden Hölzern zu unterscheiden, ohne wertvolle Stücke aus dem 18. Jahrhundert zu beschädigen, ist für die Yale University Art Gallery von großem Nutzen. LIBS bietet eine minimalinvasive Analysetechnik. „Es könnte als Screening-Instrument oder als präsumtive Methode eingesetzt werden – nicht unbedingt vollständig bestätigend, aber häufig gut genug. Wir hoffen, Fragen zu beantworten, die im Bereich der dekorativen Künste von Interesse sind“, sagt Hark. Eine weitere Anwendung des LIBS im Bereich der dekorativen Künste bestand darin, festzustellen, ob ein chinesisches Schmuckstück vergoldet oder galvanisiert oder aus einer massiven Silberlegierung bestand. Die meisten Edelmetallanalysen werden mit RFA durchgeführt, aber Dr. Hark konnte RFA nicht verwenden, da es sich um ein Massenanalysetool handelt, das nicht die erforderlichen Informationen über die Oberfläche des Objekts liefern würde. „Die stratigraphische Fähigkeit von LIBS können wir mit der RFA nicht erreichen“, sagt Hark und nutzte stattdessen LIBS. Er wählte eine harmlose Stelle und stellte anhand mehrerer Impulse fest, dass der Schmuck eine Silberschicht aufwies.

Es gibt einen Teil der ...Definieren der historischen Aufzeichnung

Es gibt einen Teil der ...Dr. Hark hat außerdem Muscheln an verschiedenen Stränden auf der ganzen Welt gesammelt, um ihre chemische Signatur zu analysieren. „Der LIBS-Plasmabildungs- und Lichtemissionsprozess ist mehr als nur Chemie. Es hängt auch mit physikalischen Eigenschaften wie der Härte des Materials zusammen. All das wird zum vollen Spektrum zusammengefasst“, sagt Hark. Diese Informationen könnten genutzt werden, um interessante Rückschlüsse auf Muscheln zu ziehen, die bei archäologischen Ausgrabungen gefunden wurden. Aber wie bei den meisten Projekten wie diesem kommt es darauf an, über genügend Beispiele zu verfügen, um über eine robuste Bibliothek zu verfügen, um die Unterschiede zwischen den geografischen Standorten angemessen darzustellen. Zu diesem Zweck hat Dr. Hark mit Dr. Russell Harmon, einem Geologen und langjährigen LIBS-Mitarbeiter, zusammengearbeitet, um umfangreiche Probensammlungen zu entwickeln, darunter Obsidian aus dem Westen Amerikas, Vulkangestein von allen Kontinenten und Granate aus der ganzen Welt . „Als Chemiker, der normalerweise in einem Labor arbeitet, habe ich die Gelegenheit genossen, gelegentlich rauszugehen und Feldarbeit zu leisten“, sagte Hark.Dr. Hark hat auch Keramikscherben aus der Kirche von 1619 in Jamestown analysiert, um mögliche Verbindungen zwischen der Keramik und den Siedlern zu identifizieren. „Der Archäologe in Jamestown verfügt jetzt über eine LIBS-Einheit. „Der Plan ist, dass ich mit ihnen zusammenarbeite, um einige Forschungsprojekte zu entwerfen“, sagt Hark. Es ist möglich, herauszufinden, was Menschen in Brunnen geworfen haben, und es mit den gut geführten Aufzeichnungen zu bestimmten Zeiträumen in Jamestown zu vergleichen. „Es ist in gewisser Weise wirklich faszinierend, die Zeit zurückzudrehen, sich eine Scherbe anzusehen und zu überlegen, wer die Töpferware hergestellt haben könnte oder wer von den Tellern gegessen und aus den Tassen getrunken hat.“ Die Zeit wird zeigen, ob Archäologen einen Zusammenhang zwischen der Keramik und Pocahontas, John Rolfe oder Captain John Smith finden.

In jeder Branche, die Sie sich vorstellen können, gibt es eine Anwendung für Handheld-LIBS, die darauf wartet, von einem expandierenden Unternehmen entdeckt zu werden. „Als ich mich 2003 zum ersten Mal mit LIBS beschäftigte, hätte ich nie erwartet, dass es mich in so viele Richtungen führen und zu mehreren faszinierenden Projekten mit hervorragenden Mitarbeitern führen würde“, sagte Dr. Hark.