En forskargrupp ledd av professor Chen Chilai från Hefei Institutes of Physical Science vid den kinesiska vetenskapsakademin, förstärkte detektionskänsligheten för löst metan i vatten med över 500 gånger, överträffade 500-faldig förbättring, och nådde därmed utgångsnivåer för detektering av metan i hav och sjöar.
Forskningen publicerades i Talanta .
Övervakning av metanutsläpp från havet är avgörande för att förstå klimatförändringarna och utforska rena energikällor som naturgashydrater. Befintliga data om löst metan i havet är dock fortfarande begränsade, vilket leder till betydande osäkerheter vid uppskattning av oceaniskt metanflöde på grund av känslighetsbegränsningar.
Även om djuphavsmasspektrometri fungerar som ett avgörande verktyg för snabb detektering av lösta gaser i havet, begränsar dess begränsade känslighet dess tillämpning till specifika regioner eller onormala händelser.
I den här forskningen utvecklade teamet ett online-vattenavlägsningssystem med liten volym och låg effekt för att hantera utmaningar som högt gasinnehåll i prover och begränsat utrymme i detektionsinstrument. Genom att optimera designen av gasprovtagningsrutten och integrera den i Intelligent Microsystem Laboratorys undervattensmasspektrometri (ims-UMS), uppnådde de en betydande förbättring av detektionskänsligheten.
Metandetektionsgränsen sjönk från över 16 nmol/L till anmärkningsvärda 0,03 nmol/L, vilket översteg en 500-faldig förbättring.
Teamets engagemang för djuphavsmasspektrometri, mikroelektromekanisk systemteknik och intelligent mikrosystemteknik spelade en avgörande roll i detta genombrott.
Forskargruppens nästa steg kommer att innebära att utföra in-situ-detektionsstudier av bakgrundsmetan över stora rumsliga och tidsmässiga intervall baserat på denna teknologi, samt in-situ-detektionsstudier av riktade spårgaser som H2 och He vid extremt låga koncentrationer.
Den här forskningen lägger en viktig teknisk grund för ytterligare beräkningar av metanflöde, global klimatforskning, plymspårning och upptäckt av kyla, enligt teamet.
Mer information: Han Wang et al., Online vattenångavlägsnande membraninloppsmasspektrometer för högkänslig detektering av löst metan, Talanta (2024). DOI:10.1016/j.talanta.2024.125907
Tillhandahålls av Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences
