Ti sei mai chiesto cosa succede nel momento in cui accendi un fiammifero o una candela? Le fiamme sono affascinanti da osservare e possono fornire preziose informazioni sulle varie sostanze chimiche che contengono. La prossima volta che vedi una fiamma, ricorda che non è solo luce e calore; c'è un intero mondo di scienza in corso! Nelle fiamme, gli scienziati studiano gli elementi utilizzando uno strumento speciale chiamato spettroscopia di assorbimento atomico, che li aiuta a capire quali sono i componenti della diversa materia.
Questa cosa davvero fantastica illumina un campione (un piccolo pezzo di ciò che gli scienziati vogliono studiare). Gli atomi sono effettivamente all'interno del campione e quando la luce lo illumina, gli atomi ne assorbono una parte. Consideralo come una spugna che assorbe l'acqua! La luce assorbita fa sì che gli atomi si eccitino, un fenomeno che può essere paragonato agli elettroni che rimbalzano verso un livello di energia più elevato: se pensi agli elettroni come a chi sale i pioli di una scala, allora stanno saltando un gradino più alto. Quindi, quando gli elettroni ricadono ai loro livelli normali, emettono energia sotto forma di luce. Questa luce può essere molto specifica e probabilmente unica per ogni elemento. Gli scienziati esaminano attentamente questa luce per determinare quali elementi sono presenti nel campione in esame.
Quando gli scienziati vogliono studiare un minerale, prima lo dissolvono nella sua forma liquida aggiungendo un liquido forte chiamato acido. È più facile da analizzare, questo può farlo. Quando il minerale diventa liquido, può essere spruzzato in una fiamma. Gli elementi si eccitano nella fiamma ed emettono luce. Gli scienziati analizzano quella luce per determinare quali elementi sono presenti nel campione minerale.
Uno svantaggio è che può testare solo pochi elementi contemporaneamente. Alcuni elementi non irradiano luce nella fiamma, quindi gli scienziati non sono in grado di analizzarli in questo modo. Gli scienziati stanno sviluppando nuovi metodi per studiare questi elementi, ad esempio la spettroscopia di emissione atomica al plasma accoppiato induttivamente che aiuta a selezionare una gamma di elementi.
Un'altra insidia è che l'analisi può essere influenzata da altri fattori nel campione. E questo può rendere difficile distinguerli. Può produrre un po' di confusione negli output. Devono anche sviluppare un modo migliore per fare l'analisi, quindi gli scienziati stanno reinventando la ruota, con tecniche come la spettroscopia a fluorescenza atomica come ultima soluzione per questi due problemi.
Ma c'è molto spazio per miglioramenti, a partire da diversi tipi di fiamma. Le fiamme multiple sono migliori per analizzare campioni diversi. Un tipo di fiamma è una speciale fiamma riducente, che viene utilizzata per trovare elementi come il mercurio non rilevabili dalla fiamma normale. Questo è molto importante perché il mercurio può essere pericoloso e si deve sapere quanto ne è contenuto in un campione particolare.
L'obiettivo principale di questo lavoro era di sfruttare una nuova famiglia di fotodetectori nella spettroscopia di assorbimento atomico. I detector sono dispositivi che ispezionano la luce della fiamma. I nuovi detector (dispositivi ad accoppiamento di carica e tubi fotomoltiplicatori) possono aumentare la sensibilità e l'accuratezza di un'analisi. Ciò incoraggia gli scienziati a fidarsi di più dei risultati e a concludere meglio la natura degli studi analizzati.
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