Vous êtes-vous déjà demandé ce qui se passe lorsque vous allumez une allumette ou une bougie ? Les flammes sont fascinantes à observer et peuvent fournir des informations précieuses sur les différents produits chimiques qu'elles contiennent. La prochaine fois que vous verrez une flamme, rappelez-vous qu'il ne s'agit pas seulement de lumière et de chaleur ; il s'agit de tout un monde de science ! Dans les flammes, les scientifiques étudient les éléments à l'aide d'un outil spécial appelé spectroscopie d'absorption atomique, qui les aide à comprendre quels sont les composants de différentes matières.
Ce truc vraiment cool projette une lumière vive sur un échantillon (une petite partie de ce que les scientifiques veulent étudier). Les atomes sont en effet à l’intérieur de l’échantillon et lorsque la lumière brille dessus, les atomes vont absorber une partie de cette lumière. Imaginez cela comme une éponge qui trempe l’eau ! La lumière absorbée provoque l’excitation des atomes, un phénomène qui peut être comparé aux électrons qui rebondissent vers un niveau d’énergie plus élevé. Si vous imaginez les électrons comme grimpant sur les barreaux d’une échelle, alors ils sautent une marche plus haute. Puis, lorsque les électrons retombent à leur niveau normal, ils émettent de l’énergie sous forme de lumière. Cette lumière peut être très spécifique et probablement unique pour chaque élément. Les scientifiques scrutent cette lumière afin de déterminer quels éléments sont présents dans l’échantillon étudié.
Lorsque les scientifiques veulent étudier un minéral, ils le dissolvent d'abord dans sa forme liquide en y ajoutant un liquide puissant appelé acide. Il est plus facile d'analyser ce qui peut le rendre liquide. Lorsque le minéral devient liquide, il peut être pulvérisé dans une flamme. Les éléments s'excitent dans la flamme et émettent de la lumière. Les scientifiques analysent cette lumière pour déterminer quels éléments sont présents dans l'échantillon minéral.
L'inconvénient est que cette méthode ne permet de tester que quelques éléments à la fois. Certains éléments n'émettent pas de lumière dans la flamme, ce qui ne permet pas aux scientifiques de les analyser de cette manière. Les scientifiques développent de nouvelles méthodes pour étudier ces éléments, par exemple la spectroscopie d'émission atomique à plasma à couplage inductif, qui permet de dépister une gamme d'éléments.
Un autre écueil est que l'analyse peut être influencée par d'autres facteurs présents dans l'échantillon. Il peut alors être difficile de les distinguer et d'engendrer une certaine confusion dans les résultats. Les scientifiques doivent également développer une meilleure méthode d'analyse, c'est pourquoi ils réinventent la roue, avec des techniques telles que la spectroscopie de fluorescence atomique comme dernière solution à ces deux problèmes.
Mais il y a encore beaucoup à faire, à commencer par les différents types de flammes. Plusieurs flammes sont plus efficaces pour analyser différents échantillons. L'un des types de flammes est une flamme réductrice spéciale, qui permet de trouver des éléments tels que le mercure qui ne sont pas détectables par une flamme normale. C'est très important car le mercure peut être dangereux et il faut savoir quelle quantité de mercure est contenue dans un échantillon particulier.
L'objectif principal de ce travail était d'exploiter une nouvelle famille de photodétecteurs en spectroscopie d'absorption atomique. Les détecteurs sont des dispositifs qui inspectent la lumière de la flamme. Les nouveaux détecteurs (dispositifs à couplage de charge et tubes photomultiplicateurs) peuvent augmenter la sensibilité et la précision d'une analyse. Cela encourage les scientifiques à faire davantage confiance aux résultats et à mieux conclure sur la nature des études analysées.
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