Havsbotten innehåller stora mängder värdefulla mineraler och metaller som behövs akut för modern teknik som elbilar och vindkraftverk. Att upptäcka dessa fyndigheter har dock hittills varit komplicerat. Dykrobotar använder gripdon för att ta prover som sedan analyseras ombord på ett forskningsfartyg. En innovativ metod öppnar nu upp nya möjligheter för mer miljövänlig utforskning av våra hav.
Med laserinducerad plasmaspektroskopi (LIBS) med hjälp av dubbelpulslasrar har Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) har utvecklat en metod för miljövänlig analys av material på 6 000 meters djup under havsytan.
Tillsammans med Leibniz Institute for Plasma Science and Technology (INP) i Greifswald undersöktes det grundläggande processbeteendet som en del av ett DFG-projekt. Metoden ger exakt elementaranalys i realtid och ersätter tidskrävande provtagning av havsbotten.
Dubbelpulstekniken använder två laserpulser:den första pulsen skapar en hålighet i vattnet vid materialets yta, medan den andra pulsen förångar material från ytan och skapar en plasma som innehåller elementen för spektroskopisk analys. Problemet är det höga trycket under vattnet, vilket gör det svårt att generera meningsfulla spektra för noggrann analys.
Den aktuella forskningen fokuserar på att analysera material vid tryck på upp till 600 bar, som de som finns 6 000 meter under ytan, och att använda laserpulser med energier på upp till 150 millijoule. Genom att justera laserparametrarna kunde teamet optimera mätningarna för högtrycket i djuphavet.
De korta fördröjningarna på 0,5 mikrosekunder mellan laserpulserna och den exakta justeringen av starttiderna för spektrometermätningarna är avgörande för kvaliteten på de data som erhålls.
Forskningen har publicerats i tidskriften Spectrochimica Acta Part B:Atomic Spectroscopy .
Mer information: M. Henkel et al, Dubbelpuls LIBS i vatten med upp till 600 bar hydrostatiskt tryck och upp till 150 mJ energi av varje puls, Spectrochimica Acta Part B:Atomic Spectroscopy (2024). DOI:10.1016/j.sab.2024.106877
Tillhandahålls av Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V.
