domingo, 8 de septiembre de 2013

El sonido de los compuestos químicos

La capacidad de detectar e identificar compuestos gaseosos de forma rápida y precisa tiene muchas aplicaciones, como el control de la polución en tiempo real o la detección de armas químicas en el campo de batalla. Un método sensible que suele usarse para medir un gas traza es la espectroscopia fotoacústica con láser (LPAS por sus siglas en inglés). En la LPAS, la absorción de luz láser por una muestra genera calor local, que a su vez produce ondas acústicas; estas ondas se pueden detectar con un micrófono y analizarse.

Ahora Kristan Gurton y sus colaboradores han demostrado un modo de extender la LPAS a múltiples señales de absorción, lo que permite la detección de una especie de gas concreta en tiempo real. La mayor disponibilidad de láseres (en especial, láseres de cascada cuántica) en la zona espectralmente rica del infrarrojo medio, facilita la realización de este nuevo método.

Los investigadores llenaron una celda fotoacústica con el gas que se quería analizar y después lo iluminaron con tres láseres de diferentes longitudes de onda simultáneamente. Mediante la modulación de cada láser a una frecuencia diferente, Gurton y compañía pudieron separar a partir de la señal del micrófono la absorción da cada longitud de onda del láser. Las ratios de las señales de absorción dan lugar a medidas que son independientes de la concentración.

Se hicieron diversas pruebas con diferentes concentraciones de distintos compuestos (acetona, alcohol isopropílico y cinco gases nerviosos) y comprobaron que el método distinguía claramente todos los compuestos salvo dos de las especies, con una sensibilidad de partes por millón.

Si se añadieran más láseres a diferentes longitudes de onda, se podrían distinguir las especies todavía mejor. Los investigadores piensan que un aparato suficientemente resistente para un uso sobre el terreno podría tener el tamaño de un cartón de leche. Un buen tamaño para sustituir la tableta y disfrutar de la música de los gases del entorno.
Acetona
Escuchando a la acetona. (Autor: Ben Mills, Benjah-bmm27)
Oreja
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Fuente:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v65/i10/p20_s2

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