Разработанный в Штутгартском университете инновационный метод, известный как когерентноуправляемая фотоакустическая спектроскопия с кварцевым усилением (QEPAS), позволяет обнаруживать и идентифицировать газы в чрезвычайно низких концентрациях с беспрецедентной скоростью и точностью. Подход представляет собой прорыв в области сенсорных технологий, открывая новые возможности для мониторинга окружающей среды, ранней диагностики заболеваний, контроля технологических процессов и обеспечения безопасности.
В отличие от существующих методов, QEPAS не ограничен конкретными газами и не требует предварительного знания о составе анализируемой смеси. Технология позволяет осуществлять мониторинг в реальном времени, выявляя практически любые следовые количества газов. Ключевым преимуществом метода является его способность к быстрому сканированию спектра поглощения газа. В качестве примера исследователи продемонстрировали возможность получения полного спектра метана всего за 3 секунды, в то время как традиционные методы требуют 30 минут. Такая скорость была достигнута за счет использования кварцевой камертонной вилки для обнаружения поглощения газа.
Лазерный луч, модулированный на резонансной частоте вилки, нагревает газ между зубцами вилки, вызывая их колебания. Эти колебания регистрируются как пьезоэлектрическое напряжение. Для повышения скорости сбора данных исследователи внедрили «когерентное управление» — механизм синхронизации импульсов лазера с колебаниями вилки. Этот метод позволяет подавлять колебания вилки, что делает возможным проведение многократных измерений в короткие сроки. В будущем исследователи планируют исследовать ограничения нового метода и его применение для одновременного обнаружения нескольких газов.
А еще ученые научились превращать углекислый газ в сливочное масло.