18 Gen 2025

Grazie al laser il carburante degli aerei potrebbe arrivare dai pioppi

Il carburante degli aerei? In futuro potrebbe venire dai pioppi. Merito della spettroscopia di scomposizione indotta dal laser (laser-induced breakdown spectroscopy, o LIBS) di cui sono pionieri gli scienziati dell’Oak Ridge National Laboratory del Tennessee. Una tecnologia che dà in tempi rapidi preziose informazioni sugli elementi chimici presenti nelle piante e nel suolo, aprendo la strada a progressi nella ricerca sulla bioenergia oltre che sullo stoccaggio del carbonio: strategie importanti per ridurre la quantità di anidride carbonica nell’atmosfera, causa dei cambiamenti climatici.

La LIBS è studiata da oltre un decennio presso il Center for Bioenergy Innovation dell’Oak Ridge National Laboratory per migliorare la crescita delle colture bioenergetiche. Come i detective usano le impronte digitali umane per scoprire di più su una scena del crimine, la LIBS offre agli scienziati un modo per creare un’impronta chimica unica di quel campione.

la LIBS offre agli scienziati un modo per creare un’impronta chimica unica di quel campione

Lo strumento utilizzato dagli scienziati per la LIBS produce un impulso laser di nanosecondi ad alta energia che crea una scintilla. La scintilla è così calda che rimuove lo strato superiore del campione in modo da creare un pennacchio di plasma, uno stato della materia in cui gli elettroni si separano dagli atomi, dando origine a ioni carichi. Quando il plasma si raffredda, emette luce, ma non una luce qualsiasi. Le lunghezze d’onda della luce sono specifiche per particolari elementi del materiale da studiare. Gli scienziati utilizzano quindi uno spettrometro che misura le lunghezze d’onda della luce e un rilevatore che registra l’intensità delle onde luminose.

Rispetto ad altri metodi di analisi dei materiali biologici, la LIBS è incredibilmente veloce ed efficiente

In passato, gli scienziati hanno utilizzato la LIBS principalmente per monitorare i processi industriali e studiare i materiali utilizzati per la produzione di beni. Ma Madhavi Martin, scienziato dell’Oak Ridge National Laboratory del DOE, è stato il pioniere dell’uso della LIBS per studiare materiali biologici come il suolo e le piante. Rispetto ad altri metodi di analisi dei materiali biologici, la LIBS è incredibilmente veloce ed efficiente. Se avete mai fatto analizzare il terreno nel vostro giardino, avete dovuto mandarlo in laboratorio. Al contrario, gli scienziati possono utilizzare la LIBS direttamente sul campo. Con una preparazione minima o nulla del campione, gli scienziati possono ottenere risultati ad alta risoluzione molto rapidamente. Il LIBS può analizzare i campioni in pochi millisecondi e consente agli scienziati di analizzare più di 100 campioni al giorno.

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