Il mare profondo è ricco di risorse minerarie. L'esplorazione e lo sviluppo delle risorse marine rappresentano il punto caldo dell'esplorazione e dello sviluppo delle risorse minerarie mondiali. Nell'esplorazione delle risorse delle acque profonde, la spettroscopia di degradazione indotta dal laser (LIBS) presenta i vantaggi di una velocità di rilevamento rapida, non necessita di pre-elaborazione del campione, è in tempo reale in situ e può essere applicata ai liquidi. Tuttavia, nell'ambiente acquatico ad alta pressione delle profondità oceaniche, il segnale spettrale è più difficile da eccitare e la sensibilità del rilevamento LIBS ne risulta influenzata.
Il team LIBS dello Shenyang Institute of Automation, Accademia cinese delle scienze, ha proposto un metodo per creare un ambiente gassoso nell'acqua ad alta pressione delle profondità marine, che migliora i segnali spettrali dei campioni solidi nell'acqua ad alta pressione delle profondità marine, e migliora l'effetto del rilevamento LIBS in acque profonde. I relativi risultati della ricerca sono stati pubblicati come Studio sulla spettroscopia di degradazione indotta da laser in un ambiente di gas elio ad alta pressione per applicazioni oceaniche profonde, pubblicato su Talanta.
In un ambiente acquatico ad alta pressione, lo studio ha utilizzato una sonda per trasportare il gas elio sulla superficie di un campione solido; il gas a sua volta espelleva l'acqua dalla superficie del campione, creando un ambiente gassoso ad alta pressione. Lo studio è stato condotto per caratterizzare la LIBS a diverse pressioni. Gli esperimenti hanno dimostrato che il metodo di creazione di un ambiente gassoso mediante passaggio di elio può migliorare efficacemente i segnali LIBS e sono stati ottenuti dati spettrali efficaci a 60 MPa (corrispondenti alla pressione di 6000 m di acqua nelle profondità marine). I risultati sperimentali mostrano che l'aumento dell'energia laser e la riduzione della distanza di trasmissione laser nel gas ad alta pressione possono effettivamente migliorare l'intensità del segnale spettrale e sono diversi dalle conclusioni nell'ambiente del corpo idrico ad alta pressione. Lo studio di cui sopra dimostra che il metodo di trasformazione dell’ambiente acquatico in un ambiente gassoso può ridurre efficacemente l’impatto dell’acqua ad alta pressione sul rilevamento LIBS, fornendo una nuova soluzione per il rilevamento in situ dei minerali delle profondità marine.
La ricerca è supportata dal Programma nazionale di ricerca e sviluppo chiave della Cina.
Struttura dell'attrezzatura sperimentale per la spettroscopia di degradazione indotta da laser di acque profonde (LIBS)
