Nanotechnologia

Elektrorozpylanie może znacznie zredukować koszty i procedury analizy chemicznej dokonywanej w terenie, oraz znaleźć zastosowanie w wielu innych dziedzinach.

Badania środowiskowe, kontrola żywności, kryminalistyka i wiele innych dziedzin związanzch z analizą chemiczną wykorzystuje spektometrię masowa jako niezwykle dokładne narzędziem, jednakże posiadające poważną wadę:  wysyłanie próbek do laboratorium jest bardzo czasochłonne. Naukowcy z MIT opracowali technologię udoskonalającą spektometrię masową tak, aby mogła być wykonywana od ręki, znacznie tańszym kosztem.

„Chcemy stworzyć narzędzie do spektometrii masowej, pozwalające przenieść cały potencjał laboratorium w teren, coś w rodzaju smartfona dokonującego analiz takiej samej jakości jak w ośrodku badawczym, lecz dużo niższym kosztem”, tłumaczy Louis Velasquez-Garcia, naukowiec z MIT.

Aby ilościowo określić skład chemiczny próbki, odparowuje się ją (jeśli nie jest gazem), a następnie jonizuje. Analizator masy przyśpiesza jony, na które działają  siły elektromagnetyczne, rozdzielając je według stosunku ich masy do ładunku. Potem analizuje się rezultaty, aby zidentyfikować elementy składowe próbki.

Velasquez-Garcia i inni naukowcy stworzyli komponenty spektometrii masowej w nanoskali, m.in. źródła jonizacji dla płynów i gazów, „kwadrupol” porządkujący związki chemiczne, pompę próżniową o rozmiarach chipu, oraz technologie masowej produkcji tych komponentów.

Jak twierdzi Garcia-Velaques, miniaturyzacja stwarza szereg możliwości: „Gdy systemy są mniejsze, to prawdopodobnie zużywają mniej energii, działają przy mniejszym napięciu, oraz mają większą przepustowość poprzez multipleksowanie. Miniaturyzacja sprawia również, że urządzenia są mniej wymagające w warunkach specjalnych, np. w przypadku spektometrii masowej, komponenty zużywają mniej energii, są przenośne oraz nie potrzebują idealnej próżni”. Co więcej, zdolność do produkcji partii mikroukładów może znacznie obniżyć koszty produkcji, o dziesiątki, lub nawet setki tysięcy dolarów. Niższa cena sprawi, że te systemy będą mogły mieć wiele zastosowań, również tam, gdzie ze względu na wysokie koszty dotychczas nie była używana spektometria masowa, np. w monitorowaniu ilości dwutlenku i tlenku węgla w budynkach. Wielu przedsiębiorców widzi również możliwość zintegrowania spektometrii masowej z różnego rodzaju sprzętem biurowym, takim jak bezprzewodowe routery lub telefony stacjonarne, aby monitorować jakość powietrza w miejscach pracy.

Źródło artykułu

Źródlo grafiki