2. Лаборатория лазерной диагностики (зав. лабораторией – профессор Н.Б. Зоров). Предложен, теоретически обоснован и реализован на практике новый лазерный сверхчувствительный ионизационный метод анализа состава веществ. Метод основан на селективном возбуждении атомов, а также молекул, в состав которых входит определяемый элемент, с последующей ионизацией возбужденных молекул и детектированием образующихся ионов. Были достигнуты пределы обнаружения некоторых элементов, равные нескольким пикограмм содержания в 1 мл водного раствора. Развиваются методы лазерного высокочувствительного детектирования в жидкостной хроматографии. Проводятся работы по лазерному синтезу новых твердых углеродсодержащих материалов.

3. Лаборатория лазерной спектроскопии (зав. лабораторией – профессор Ю.Я. Кузяков). Для двухатомных молекул и их ионов создан банк данных радиационных характеристик. Данные банка позволяют рассчитывать, в широком диапазоне длин волн, мощности поглощения и испускания низкотемпературной плазмой, высоконагретых газов, звезд и межзвездной среды и т.п. Созданы модели описания знергетической структуры возбужденных молекул, учитывающие результаты экспериментальных исследований не только энергетических, но и радиационных и магнитных характеристик. Создание таких моделей оказалось возможным благодаря наличию прецизионных данных, полученных в результате применения лазерных источников света. Разработан новый лазерный внутрирезонаторный метод получения спектров свободных радикалов, основанный на помещении источника свободных радикалов в резонатор многомодового широкополосного лазера.

В последние годы во всем мире бурно развивается новый раздел лазерной химии: фемтохимия, т.е. химия при воздействии на молекулы лазерных импульсов фемтосекундной (10 ^–15 с) длительности. Одним из наиболее впечатляющих достижений фемтохимии является наблюдение спектров активных комплексов (переходного состояния), существование которых (в интервале времен 10 ^–11 – 10 ^–12 с) постулируется в любой кинетической теории химических реакций. В планах развития исследований на кафедре найдет отражение и это перспективное направление.

Прямая лазерная десорбция – масс-спектрометрия (LDMS)

Масс-спектрометрия с прямой лазерной десорбцией (англ. DirectLaserDesorption– MassSpectrometry– LDMS) – десорбционный метод ионизации, обусловленной воздействием лазерного излучения на поверхность нелетучей пробы. Термин «лазерная десорбция» используется в тех случаях, когда лазерное воздействие на поверхность образца ограничено лишь десобцией молекул, молекулярных радикалов и молекулярных ионов. Если же мощность лазерного излучения достаточна для диссоциации и ионизации продуктов лазерного воздействия (лазерной абляции), т.е. формирования пара атомарных ионов над поверхностью образца, в этом случае такая методика обычно называется лазерно-искровая масс-спектрометрия (ЛИМС) или просто лазерная микромасс-спектрометрия.

Этот метод активно развивался в 60–70-хх годах XX века. Идея была схожа с масс-спектрометрией вторичных ионов (англ. Secondaryionmass-spectrometry– SIMS) или FAB: чтобы получить пучок ионов, облучать поверхность нелетучей пробы лазерными импульсами. Кроме того ЛИМС стала популярной благодаря относительно простым требованиям к оптике и пробоподготовке, а также как микроаналитический метод. ЛИМС в приборном исполнении воплотилась в анализаторы под торговыми именами LIMA (Kratos, early Cambridge imstrument), LAMMA (leybold Heraeus).

Видоизмененный метод ЛИМС также используется для поверхностного картирования.

лазерно-искровая масс-спектрометрия (ЛИМС): элементный микроанализ

анализ объектов окружающей среды (например, измерение размера частиц)

полимерные поверхности

промышленные пробы

судебная экспертиза (напр. анализ волокон)

Криминалистам нередко приходится исследовать различные материалы, вещества, изделия. Их химический состав помогает установить спектральный анализ, высоко чувствительный и экономичный. При эмиссионном спектральном анализе вещество расшифровывают по излучению, которое испускают его атомы в плазме электрической дуги. Излучение фотографируют, запечатлевая атомный спектр испускания. Поскольку часто приходится иметь дело с микроколичествами вещества, эксперты прибегают к возбуждению атомов лучом твердотельного рубинового лазера. Так исследуют частицы металлов, стекол, краски. Для этого используются спектрографы и лаборатории атомного эмиссионного анализа.

ЛАЗЕРНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ, раздел оптич. спектроскопии, методы которого основаны на использовании лазерного излучения. Применение монохроматич. излучения лазеров позволяет стимулировать квантовые переходы между вполне определёнными уровнями энергии атомов и молекул (в спектроскопии, использующей нелазерные источники света, изучают спектры, возникающие в результате переходов между громадным числом квант. состояний атомов и молекул). Первые серьёзные лазерные эксперименты в спектроскопии были осуществлены после создания достаточно мощных лазеров видимого диапазона, излучение к-рых имеет фиксированную частоту. Они были использованы для возбуждения спектров комбинационного рассеяния света. Принципиально новые возможности Л. с. приобрела с появлением лазеров с перестраиваемой частотой. Л. с. позволила решить ряд важных задач, перед которыми спектроскопия обычных источников света была практически бессильна. Высокая монохроматичность излучения лазеров с перестраиваемой частотой даёт возможность измерять истинную форму спектр. линий вещества, не искажённую аппаратной функцией спектрального прибора. Это особенно существенно для спектроскопии газов в ИК области, где разрешение лучших пром. приборов обычного типа составляет 0,1 см^-1 , что в 100 раз превышает ширину узких спектр. линий.

Временная и пространств. когерентность лазерного излучения, лежащая в основе методов нелинейной Л. с., позволяет изучать структуру спектр. линий, скрытую обычно доплеровским уширением, вызываемым тепловым движением ч-ц в газе. Благодаря высокой монохроматичности и когерентности излучение лазера переводит значит. число ч-ц из основного состояния в возбуждённое. Это повышает чувствительность регистрации атомов и молекул – в 1 см³ в-ва удаётся регистрировать включения, состоящие из 10² атомов или 10¹⁰ молекул. Разрабатываются методы регистрации отд. атомов и молекул.

Короткие и ультракороткие лазерные импульсы дают возможность исследовать быстропротекающие(~10^-6 –10^-12 с) процессы возбуждения, девозбуждения и передачи возбуждения в веществе. С помощью импульсов направленного лазерного излучения можно исследовать спектры рассеяния и флуоресценции атомов и молекул в атмосфере на значительном расстоянии и получать информацию о её составе, а также осуществлять контроль загрязнения окружающей среды, т. н. лазерное зондирование атмосферы. Фокусируя лазерное излучение, можно исследовать состав малых количеств в-ва (имеющих размеры порядка длины волны). Это успешно применяется в локальном эмиссионном спектральном анализе.

Приборы, применяемые в Л. с., принципиально отличаются от обычных спектр. приборов. В приборах, использующих лазеры с перестраиваемой частотой, отпадает необходимость в разложении излучения в спектр с помощью диспергирующих элементов (призм, дифракц. решёток), являющихся осн. частью обычных спектр. приборов. Иногда в Л. с. применяют приборы, в к-рых излучение разлагается в спектр с помощью нелинейных кристаллов.

Оборудование криминалистических лабораторий с каждым годом становится все совершеннее. Теперь там используются сложнейшие спектрографы, газожидкостные хроматографы, фотоэлектрокалориметры, рефрактометры, лазерные анализаторы, ЭВМ. Всего не перечислить! Это потребовало и более подготовленных специалистов. В умелых руках экспертов сложная техника помогает исследовать различные биологические объекты – частицы растительного происхождения, почвы, волосы животных и людей, а также текстильные ткани, их нити и волокна. Выводы криминалистов подчас являются столь важным доказательством по делу, что от них зависит судьба человека. В таких случаях роль и ответственность эксперта особенно велики.

Лазерные анализаторы размера частиц

	Nanotrac 150/250
	Microtrac S3500
	Zetatrac

Nanotrac^® 150/250

Измерение распределения частиц в суспензиях, эмульсиях, порошках по размерам в нанометрах и коллоидных диапазонах, проводится без растворения образцов, необходимого при лазерном анализе другими системами. Определение размеров, формы частиц в водных и органических средах. Microtrac, Inc. пионер с высочайшей репутацией в технологии Динамического Рассеяния Света и определения размеров частиц на протяжении 30 лет, а Сверхточный Лазерный Анализатор Размеров Частиц Nanotrac популярен с 1990 г. Разработан усовершенствованный прибор Nanotrac, который обеспечивает ускоренный анализ размеров (измерения) частиц (до 20 раз быстрее), нижний уровень обнаружения размеров частиц (до 0.8 нм), повышенная точность и воспроизводимость результатов измерений, более высокая точность и продвинутые возможности программного обеспечения, все это в одном портативном приборе Nanotrac.

Быстрый анализ. время анализа 15–30 секунд.

Дизайн: Отсутствуют взаимно движущиеся части, обеспечено удобство и портативность системы.

Химическая совместимость: Возможность анализа в любых как органических, так и неорганических растворителях (средах).

ISO 13321: Соответствует стандарту ISO 13321 анализу размеров частиц методом Динамического Рассеяния Света.

Броуновский анализ движения: Новаторский анализ спектра изменений Методом Доплера, который запатентован фирмой Microtrac, Inc.

Температурный контроль: Обеспечивается контроль температуры, и отпадает потребность в использовании температурных ванн контроля (управления) или дополнительных устройствах.

Высокие концентрации: Эта способность позволяет устранить необходимость растворения материалов.

Низкие концентрации: 0.1 ppm – 200nm, возможность анализа проб (материалов) с низкими концентрациями.

Простота работы: Отсутствует необходимость в специальных знаниях – просто поместите образец в измерительную кювету и производите анализ.