Des traces d'explosifs, ainsi que des stupéfiants, peuvent être détectées par spectroscopie Raman améliorée de surface (SERS). Cette méthode est développée par Malwina Liszewska de l'Université militaire de technologie. Les services utilisent des appareils équipés d'un laser et d'un détecteur pour identifier une substance inconnue. Les scientifiques mettent au point des méthodes qui peuvent, par exemple, éviter que les voyageurs ne soient attaqués.

PARTICULES ET SA LUMIÈRE "EMPREINTE"

Dans un spectromètre Raman, la substance est éclairée par un rayonnement laser. Vient ensuite sa reconnaissance. Comment cela s'est-il passé? "Les molécules de la substance diffusent la lumière et le soi-disant Effet Raman, lorsque l'énergie du photon incident change. Sans entrer dans les détails, la lumière diffusée tombe sur le détecteur et est convertie en spectre. C'est comme l'empreinte digitale d'une molécule », explique Malwina Liszewska.

Comme l'explique un doctorant à l'Institut d'optoélectronique de l'Université militaire de technologie, la spectroscopie Raman est utilisée pour détecter des quantités relativement importantes d'explosifs ou d'autres substances dangereuses. Les spectromètres Raman portables sont utilisés, par exemple, dans les aéroports et autres lieux dans les espaces publics, où un emballage, un sac en aluminium ou une bouteille de poudre peuvent être laissés.

Le problème est que les bombardiers utilisent également des engins explosifs artisanaux, comme une boîte fermée remplie de matières dangereuses. Seule la surface de l'emballage présente des traces de substances explosives, invisibles à l'œil nu. C'est là qu'une technique connexe est utile: la spectroscopie Raman à surface améliorée.

Spectromètre IDRaman mini Raman, à côté - un téléphone portable, photo: M.Liszewska
Spectromètre IDRaman mini Raman, à côté - un téléphone portable, photo: M.Liszewska 

Dans cette technique, les scientifiques utilisent un substrat spécial ou un bâton avec des nanoparticules. Vous pouvez utiliser ce bâton pour essuyer un endroit ou une partie d'un objet qui pourrait potentiellement être contaminé par des explosifs. Ensuite, une mesure est effectuée qui explique ce à quoi les examinateurs ont affaire. La méthode pourrait être utilisée en médecine, dans l'industrie ou en médecine légale.

MESURE À DISTANCE PROTÈGE L'HOMME

L'effet Raman sur lequel l'appareil est basé est très faible. Seul un photon sur un million subit le processus de diffusion de la lumière inélastique. Une surface nanostructurée est donc nécessaire pour amplifier le signal capté par le dispositif de mesure. Des scientifiques du monde entier construisent des surfaces à partir de nanostars, de nanofils ou de microfleurs, principalement en or, en argent et en cuivre. Ils vérifient ensuite si ces surfaces peuvent détecter du TNT, de l'hexogène ou de la pentrite.

Malwina Liszewska prévoit d'étendre cette recherche à autant d'explosifs que possible. À cette fin, il crée le soi-disant bibliothèques de spectres de substances dangereuses. Ces bibliothèques doivent être placées dans l'ordinateur contrôlant le spectromètre. Pendant le test, le logiciel vous permettra de comparer le spectre d'une substance inconnue avec celui de la base de données.

Le doctorant définira les paramètres du modèle de l'appareil de mesure SERS, y compris les mesures à distance. Il déterminera la longueur appropriée du rayonnement laser et sélectionnera les meilleurs substrats pour la détection d'explosifs individuels. Il vérifiera également si plusieurs explosifs peuvent être détectés sur une surface.

Un spectromètre Raman portable avec un nouveau substrat - sous la forme d'un bâton sur un robot - permettrait la détection à distance de traces de matières dangereuses. Un robot prenant en charge le travail par exemple de la pyrotechnie ou des pompiers pourrait, de manière sûre pour l'opérateur, effacer la surface d'un objet suspect avec un bâton SERS, puis l'analyser avec un spectromètre Raman.

Malwina Liszewska travaille, entre autres sur des substrats en nitrure de gallium. Leur structure de surface est modifiée, puis une couche d'or ou d'argent est pulvérisée dessus. Ces substrats sont fabriqués à l'Institut de physique des hautes pressions de l'Académie polonaise des sciences.

PAP - Science en Pologne, Karolina Duszczyk

kol / zan /

Source et photos: La science en Pologne


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