CCXLI Nueva tecnología para muestras de gran tamaño en el análisis químico de hielo antiguo

El Consejo Europeo de Investigación (ERC) está financiando un proyecto denominado BEAST (sigla en inglés de Breaking sample size limitations for laser ablation through novel large cell technology ) para la transferencia de tecnología como prueba de concepto, con aplicación al núcleo de hielo más antiguo del proyecto Beyond EPICA.

La ablación por láser es una tecnología muy extendida y de última generación para la obtención de muestras de material mediante microdestrucción, especialmente cuando se utiliza en combinación con la espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (LA-ICP-MS) para el análisis químico de materiales. El Consejo Europeo de Investigación (ERC) financia ahora un proyecto para el desarrollo de este método en el Instituto Alfred Wegener (AWI) durante el próximo año y medio con 150 000 euros.

Cámara criogénica

El proyecto Proof of Concept del ERC, denominado BEAST, aprovecha un avance tecnológico logrado por el profesor Dr Pascal Bohleber, del Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI), en el marco de una beca «AiCE» del ERC Consolidator Grants: La limitación de las cámaras de muestras a unos 10 cm de longitud ha supuesto durante décadas un obstáculo para el análisis químico mediante LA-ICP-MS.

Hasta ahora, en volúmenes mayores no se había podido lograr la rápida transferencia de aerosoles y la precisión del proceso en 2D necesarias para la cartografía bidimensional de alta resolución. AiCE ha logrado avances decisivos en este ámbito con el primer prototipo mundial de una cámara criogénica para muestras de gran tamaño, desarrollada en colaboración con Teledyne Photon Machines.

Ahorro de tiempo

Esto sienta las bases para un elevado rendimiento en el procesamiento de muestras, algo imprescindible para los análisis químicos en curso con LA-ICP-MS del «hielo más antiguo» de la Antártida, en el marco del proyecto insignia europeo «Beyond EPICA: Oldest Ice Core».

El profesor Dr Pascal Bohleber explica que:

Una ventaja adicional decisiva del nuevo tamaño de la cámara es su flexibilidad y multimodalidad: ofrece espacio suficiente para acoplar directamente, a través de una ventana integrada, sensores externos como la espectroscopia Raman o los perfilómetros ópticos. Esto nos permite recopilar simultáneamente diversa información química y física en un único flujo de trabajo, sin tener que trasladar la muestra de un dispositivo a otro. Este enorme ahorro de tiempo resulta muy atractivo no solo para la ciencia, sino también para las aplicaciones industriales .

Controles híbridos

Para la industria, esto supone un aumento de la eficiencia: en lugar de tener que realizar laboriosos cambios individuales, se pueden analizar cientos de muestras en una sola pasada. Las valiosas muestras de gran tamaño utilizadas en el ámbito científico, como las estalagmitas o los yacimientos arqueológicos, ya no tienen que destruirse ni cortarse.

El profesor Dr Bohleber sigue desarrollando el método en el proyecto BEAST en estrecha colaboración con Teledyne Photon Machines, líder del mercado en sistemas de ablación láser. El proyecto tiene como objetivo hacer que esta tecnología sea accesible para un uso generalizado mediante la optimización del diseño y la creación de un nuevo laboratorio de demostración en el AWI. De este modo, BEAST crea una nueva herramienta estándar para el análisis LA-ICP-MS y actúa como catalizador de futuros sistemas de análisis híbridos que permitirán controles de calidad más sostenibles en industrias clave, como la producción de acero o de semiconductores.