Forskare vid National Institute of Standards and Technology (NIST) har utvecklat en app som effektiviserar karaktäriseringen av komplexa material. Kallas PyXRF och ger ett intuitivt gränssnitt för att fånga och bearbeta data från handhållna röntgenfluorescensenheter (XRF), en relativt ny och prisvärd typ av röntgenspektrometer som kan avslöja den kemiska sammansättningen av material. Appen finns tillgänglig som programvara med öppen källkod.
"Det här är en mobilapp designad för icke-experter som behöver ett snabbt och smutsigt sätt att bedöma om deras material har de egenskaper de förväntar sig", säger NIST-materialforskaren Michael McGuire.
XRF är en typ av spektroskopi som använder röntgenstrålar för att excitera elektroner i en atom och mäta energin som frigörs när dessa elektroner återgår till lägre energitillstånd. Det karakteristiska energi-"fingeravtrycket" för varje exciterad elektron avslöjar information om typen och kvantiteten av atomer i ett material.
Men att extrahera meningsfull information från dessa mätningar kräver viss förståelse för mätutrustningen och komplexiteten i röntgenfysik och signalbehandling.
"XRF-spektrometrar blir mindre, billigare och enklare att använda," sa McGuire. "Men mjukvarupaketen som följer med dessa instrument är vanligtvis grundläggande, och de flesta förutsätter att användaren har tid eller expertis att manuellt konfigurera och efterbehandla mätningarna. PyXRF effektiviserar dessa uppgifter till en användarvänlig app."
Appen tillåter också användare att enkelt jämföra mätningar gjorda i fält med kända mätningar av materialbibliotek, inklusive en som NIST-teamet skapat för olika typer av plast.
PYXRF används redan av medlemmar i NIST Material Measurement Laboratory (MML) för att analysera prover på plats vid tillverkningsanläggningar och andra industriella installationer, och även för att identifiera material i museisamlingar. Till exempel kunde PyXRF identifiera vilken typ av pigment som användes i ett 200 år gammalt porträtt på Smithsonian American Art Museum.
Appen lockar också intresse från andra sidan NIST. Det används av studenter och forskare vid MIT och Georgetown University, och det har varit uppsökande från ett nystartat företag som är intresserade av att införliva PyXRF i en kommersiell mjukvaruprodukt.
"Vi hoppas att vi genom att öka tillgängligheten för avancerade mätfunktioner kommer att uppmuntra fler människor att utforska materialens egenskaper och upptäcka nästa stora sak," sa McGuire.
