Dyphavet er rikt på mineralressurser. Utforskning og utvikling av marine ressurser er hot spot for verdens mineralressursutforskning og utvikling. I dyphavsressursutforskning har laserindusert nedbrytningsspektroskopi (LIBS) fordelene med rask deteksjonshastighet, ikke behov for prøveforbehandling, sanntid in-situ, og kan brukes på væsker. I høytrykksvannmiljøet i dyphavet er det imidlertid vanskeligere å begeistre spektralsignalet, og følsomheten til LIBS-deteksjon påvirkes.
LIBS-teamet ved Shenyang Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences, foreslo en metode for å skape et gassmiljø i dypvannsmiljø med høytrykksvann, som forsterker de spektrale signalene til faste prøver i dypvannshøytrykksvann, og forbedrer effekten av LIBS dyphavsdeteksjon. De relaterte forskningsresultatene ble publisert som Studie om laserindusert nedbrytningsspektroskopi i høytrykks heliumgassmiljø for dyphavsapplikasjoner, publisert i Talanta.
I et høytrykksvannmiljø brukte studien en sonde for å transportere heliumgass til overflaten av en fast prøve; gassen i sin tur drev ut vann fra prøveoverflaten, og skapte et gassmiljø med høyt trykk. Studien ble utført for å karakterisere LIBS ved forskjellige trykk. Eksperimentene viste at metoden for å skape et gassmiljø ved å passere helium effektivt kan forbedre LIBS-signalene, og effektive spektraldata ble oppnådd ved 60 MPa (tilsvarende trykket på 6000 m vann i dyphavet). De eksperimentelle resultatene viser at å øke laserenergien og forkorte laseroverføringsavstanden i høytrykksgassen effektivt kan forbedre den spektrale signalintensiteten, og er forskjellige fra konklusjonene i høytrykksvannmiljøet. Studien ovenfor viser at metoden for å transformere vannmiljøet til et gassmiljø effektivt kan redusere virkningen av høytrykksvann på LIBS-deteksjon, og gir en ny løsning for in situ-deteksjon av dyphavsmineraler.
Forskningen er støttet av Kinas nasjonale nøkkelforsknings- og utviklingsprogram.
Struktur av eksperimentelt utstyr for dyphavslaserindusert nedbrytningsspektroskopi (LIBS)
