심해에는 광물자원이 풍부하다. 해양자원 탐사 및 개발은 세계 광물자원 탐사 및 개발의 핵심이다. 심해 자원 탐사에 있어서 레이저 유도 분해 분광법(LIBS)은 검출 속도가 빠르고 시료 전처리가 필요 없으며 현장에서 실시간으로 적용할 수 있다는 장점이 있습니다. 그러나 심해의 고압 수질 환경에서는 스펙트럼 신호를 여기하기가 더 어렵고 LIBS 감지 감도에 영향을 미칩니다.
중국과학원 심양자동화연구소 LIBS팀은 심해 고압수에서 고체 시료의 스펙트럼 신호를 강화하는 심해 고압수 환경에서 가스 환경을 조성하는 방법을 제안했고, LIBS 심해 탐지 효과를 향상시킵니다. 관련 연구 결과는 Talanta에 게재된 심해 응용을 위한 고압 헬륨 가스 환경의 레이저 유도 파괴 분광학에 관한 연구로 게재되었습니다.
고압 수질 환경에서 이 연구는 헬륨 가스를 고체 샘플 표면으로 운반하기 위해 프로브를 사용했습니다. 그러면 가스가 샘플 표면에서 물을 배출하여 고압 가스 환경을 조성합니다. 이 연구는 다양한 압력에서 LIBS를 특성화하기 위해 수행되었습니다. 실험을 통해 헬륨을 통과시켜 가스 환경을 조성하는 방법이 LIBS 신호를 효과적으로 향상시킬 수 있음이 입증되었으며, 60MPa(심해 수압 6000m에 해당)에서 효과적인 스펙트럼 데이터를 얻었습니다. 실험 결과는 고압 가스에서 레이저 에너지를 증가시키고 레이저 전송 거리를 단축하면 스펙트럼 신호 강도를 효과적으로 향상시킬 수 있으며 고압 수체 환경에서의 결론과 다르다는 것을 보여줍니다. 위 연구는 물 환경을 가스 환경으로 변환하는 방법이 고압수가 LIBS 감지에 미치는 영향을 효과적으로 줄일 수 있음을 보여줌으로써 심해 광물의 현장 감지를 위한 새로운 솔루션을 제공합니다.
이 연구는 중국 국가 핵심 연구 개발 프로그램의 지원을 받습니다.
심해레이저유도파괴분광법(LIBS) 실험장비의 구조
