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    新型光譜儀器,利用地球自身磁場來檢測殘留的化學物質

    2021/03/17

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      科學技術的發展,推動了光譜技術的進步,近段時間以來國內外光譜領域不斷有新型光譜儀推出,為食品安全、環境保護等提供技術支持。
      3月15日,洛斯阿拉莫斯國家實驗室設計了一款新型光譜儀器,可以利用地球自身的磁場來破譯甚至痕量的化學物質。
      據悉,該儀器被稱為“地球磁場共振檢測和評估裝置”(ERDE,德語為“ Earth”),是同類儀器中最靈敏,價格最便宜且便攜式的技術,能夠檢測多種化學物質。通常用于科學實驗室、生物武器、甚至飲用水中的微量殺蟲劑。
      洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)和ERDE項目聯合負責人的科學家德里克·卡斯曼(Derrick Kaseman)說:“利用地球磁場,我們可以做一些以前不可能完成的事情。ERDE提供了一個完美的磁性環境,用于高度準確地檢測和識別化學物質,同時使光譜儀更小,因此與目前市場上進行類似詳細分析的其他光譜儀相比,便于攜帶。
      MRI使用大磁場繪制人體中的化學成分(主要是水)的圖。之所以可以這樣做,是因為某些分子的原子核(例如H 2 O中的氫)在磁場中以特定的速度旋轉。根據人體中氫原子的位置(例如人體脂肪與肌肉)及其化學鍵合的位置(例如H 2 O中的氧),它們的速度會有所不同,這使MRI磁體對它們的反應做出了響應。獨特的頻率。結果是構成器官,組織和其他生物材料的化學化合物的詳細圖像。
      ERDE的工作原理類似,只是它以較小的體積感測化合物。比微波大一點的ERDE光譜儀通過使樣品穿過一小組磁鐵來工作,這有助于在旋轉核中建立信號?;瘜W樣品迅速移入利用地球自然磁場的小盒子中。這與引導羅盤指針指向北方的力相同。然后檢測化學物質與地球磁場的相互作用。
      當前的光譜技術僅使用永磁體來攜帶,從而使其對化學檢測的敏感性大大降低。使用超導磁體的高靈敏光譜儀(如MRI)太大而無法攜帶,有時甚至高達兩層樓。盡管它們非常準確,但是它們依賴于有限且昂貴的低溫液體,例如氦氣和氮氣,這些液體不易攜帶。
      ERDE很容易在多種環境中使用,例如在實驗室的工作臺上,科學家可以在其中測試他們開發的化合物。它可以部署到懷疑有政府,恐怖組織或刺客使用化學武器的地區,最近敘利亞內戰或斯克里帕爾和納瓦爾尼中毒事件就是這種情況。
      ERDE還可以輕松地使監管機構確保公司僅在產品中使用經過批準的化學品。此外,它還可以通過泵站的管道連續監控自來水,以防止農藥和其他有毒物質中使用的化學化合物進入人們的家中。


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