Des chercheurs dirigés par le professeur Zhang Weijun des instituts Hefei des sciences physiques de l’Académie chinoise des sciences ont proposé une approche réalisable pour la détection rapide des radicaux hydroxyles.
Sur la base de cette technologie, un nouveau dispositif appelé spectromètre à rotation Faraday à modulation de fréquence (FM-FRS) a été développé, capable de détecter les radicaux OH avec une grande précision. L’étude a été publiée dans Optique Express.
Les radicaux hydroxyle (OH) sont d’importants oxydants actifs dans l’atmosphère et sont d’importants initiateurs de chaîne de réaction dans l’oxydation de la plupart des composés. Pour étudier en détail leurs processus et mécanismes réactionnels, il faut les mesurer directement en « temps réel », c’est-à-dire les étudier à l’échelle temporelle de leur existence réelle. Par conséquent, les techniques de détection doivent être capables de répondre aux changements rapides de la concentration et de la durée de vie des radicaux OH.
Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont développé le spectromètre FM-FRS pour une mesure très sensible et rapide des radicaux OH, qui se caractérise par une large bande passante de mesure, une sensibilité élevée et une bonne sélectivité, et est particulièrement adapté aux études cinétiques d’intermédiaires à courte durée de vie. radicaux.
« Nous avons utilisé un faisceau laser spécial qui est modulé à très haute fréquence, jusqu’à 150 millions de fois par seconde », a déclaré Cheng Feihu, membre de l’équipe.
Les chercheurs ont utilisé la technique spectroscopique pour mesurer le signal spectral résolu dans le temps du radical OH près de 2,8 μm. La limite de détection pour OH a atteint 6,8 × 108 molécules / cm3 (1σ, 0,2 ms) après trois impulsions en moyenne et a diminué à 8,0 × 107 molécules / cm3 après 100 intégrations d’événements, ce qui était en accord général avec la tendance des performances du système dans la limite de bruit blanc.
Ce travail fournit un outil nouveau et alternatif pour étudier la dynamique des radicaux, non seulement pour les radicaux OH, mais aussi pour d’autres molécules transitoires paramagnétiques.
Plus d’information:
Feihu Cheng et al, Spectromètre de rotation de Faraday à modulation de fréquence dans l’infrarouge moyen à large bande passante pour la mesure résolue dans le temps du radical OH, Optique Express (2023). DOI : 10.1364/OE.493270