es.wedoany.com Noticia: Un equipo de investigación del Instituto de Física Experimental de la Universidad Técnica de Graz (TU Graz) ha desarrollado un nuevo espectrómetro de doble peine ultravioleta capaz de detectar contaminantes gaseosos del aire con una precisión y sensibilidad extremadamente altas. El dispositivo utiliza un doble haz láser ultravioleta para medir la concentración de gases nocivos como el formaldehído en medio segundo, con un alcance de medición de hasta 2,5 kilómetros, siendo adecuado para la medición móvil de contaminantes atmosféricos y fugas de gas en zonas urbanas, industriales y agrícolas.
El principio de funcionamiento del espectrómetro es el siguiente: el dispositivo genera dos pulsos láser en el rango espectral ultravioleta en fracciones de segundo, que al irradiar moléculas de gas excitan electrones y provocan transiciones vibratorio-rotacionales. Cada sustancia gaseosa tiene transiciones vibratorio-rotacionales diferentes y absorbe parte del láser de manera única, formando su propia "huella digital". Birgitta Schultze-Bernhardt, líder del equipo de investigación, afirma que el espectrómetro de doble peine ultravioleta puede identificar estas características.
Hace aproximadamente dos años, Schultze-Bernhardt y su equipo desarrollaron la primera versión del espectrómetro, que en ese momento era el primer dispositivo de su tipo en el mundo, pero requería un montaje de laboratorio de gran tamaño para las mediciones. La nueva versión se ha reducido al tamaño de una caja de mudanza, gracias al cambio a una única fuente láser para generar los dos pulsos láser y a la eliminación de los complejos procesos de estabilización electrónica del sistema.
Este espectrómetro puede detectar frecuencias de luz ultravioleta con una resolución de 1 GHz, superando el rendimiento de los espectrómetros ultravioleta tradicionales. En las pruebas con formaldehído, los investigadores obtuvieron nuevos hallazgos sobre la absorción de luz ultravioleta de este contaminante atmosférico, midiendo patrones de absorción que antes no se podían observar debido a la resolución insuficiente de los dispositivos.
Gracias a los datos de medición de la Universidad Técnica de Graz, se descubrió que las constantes rotacionales del formaldehído, conservadas en bases de datos físicas y libros de texto desde la década de 1960, contenían errores. Schultze-Bernhardt explica que, en colaboración con la División de Física Atómica y Molecular del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) en Estados Unidos, el equipo corrigió los valores de los parámetros de las propiedades de esta molécula hasta en un 15%. Este avance en la investigación básica también se benefició de la colaboración con Rolf Breinbauer del Instituto de Química Orgánica de la TU Graz (Institut für Organische Chemie, TU Graz), quien preparó formaldehído de alta pureza para el estudio mediante un proceso de dos pasos.
Además de la investigación básica, este espectrómetro tiene el potencial de hacer que la medición de contaminantes atmosféricos y fugas de gas en zonas urbanas e industriales sea más precisa y sencilla. Schultze-Bernhardt señala que el dispositivo puede, en principio, detectar con precisión cualquier sustancia gaseosa semitransparente, y el equipo está trabajando para determinar la concentración de múltiples contaminantes en una sola medición. Con una "Beca de Prueba de Concepto" (Proof of Concept Grant) del Consejo Europeo de Investigación (ERC), está desarrollando un espectrómetro ultravioleta que pueda ser utilizado por no especialistas, como empresas u organismos de protección ambiental, para la monitorización de la calidad del aire.
El desarrollo de este espectrómetro de doble peine ultravioleta se basa en un proyecto de investigación liderado por Schultze-Bernhardt, financiado por el Fondo Austriaco para la Ciencia (FWF) y el Consejo Europeo de Investigación (ERC). La Iniciativa de Cooperación de Graz (NAWI Graz) proporcionó fondos para la nueva fuente láser del espectrómetro actual en el marco de la financiación de infraestructura.
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