کاربردهای لیزر در شیمی

کاربردهای لیزر در شیمی

1. جداسازی ایزوتوپ ها :
به علت بهای زیاد فوتونهای لیزری این روش وقتی استفاده می‌شود که ارزش محصولات نهایی بالا باشد. به عنوان مثال جداسازی اورانیوم 235 از اورانیوم طبیعی (حاوی 99.2% اورانیوم 238 و 7% اورانیوم 235) با لیزر گزنون و کریپتون.

2. تکنیک های جهش دما :
تغییر دادن تعادل یک واکنش به وسیله افزایش ناگهانی درجه حرارت برای مطالعه واکنشهایی که سرعتشان بین 10-2 تا 10-6 ثانیه است. مانند تشکیل پیوند هیدروژنی و استخلاف لیگاند. لیزر ید برای انجام این کار مناسب است.

3. طیف سنجی :
توان زیاد پرتو لیزری کاربرد آن را در اندازه گیری جذب نمونه‌های چگال امکان‌پذیر می‌سازد. حساسیت روش بسیار بالاست و لیزر همزمان کار چندین لامپ هالوکاتد را انجام می‌دهد. یکی از کاربردهای طیف سنجی با لیزر اندازه گیری غلظت خاکهای نادر در محلولهای آبی یا مخلوط آنها می‌باشد.

4. تجزیه مقادیر ناچیز و تک اتم :
حساسیت فوق العاده یونیزاسیون با لیزر برای دستیابی به حد تشخیص بی‌نهایت کم از شگفت انگیزترین نتایجی است که دانشمندان را برای تشخیص یک اتم یا یک مولکول بیش از پیش امیدوار کرده است.

5. طیف سنجی مولکولی :
از مطالعات لیزر در طیف سنجی لیزر در طیف سنجی مولکولی می‌توان لومنیسانس و فتویونیزاسیون را نام برد که نتایج درخشانی در تفکیک کامل طیفی و گزینش پذیری در جذب چند فوتونی برای اندازه گیری مقادیر کم اجسام ، حاصل شده است.

6. طیف سنجی جرمی :
در چندین سال اخیر علاقه زیادی به ترکیب لیزر و طیف سنجی جرمی (MS) معطوف شده است. این ترکیب در بر گیرنده دو روش است: روشهای چند فوتونی و شیوه‌های دفع سطحی.

سایر کاربردهای لیزر در شیمی

استفاده از لیزر در شیمی گسترده‌تر از آن است که در این بحث مطرح شود. از دیگر کاربردهای لیزر می‌توان طیف سنجی پیکوثانیه به کمک لیزرهای پالسی ، استفاده در آشکارسازهای کروماتوگرافی همراستا کردن اجزا داخلی و ابزار دقیق آزمایشگاهی و انواع فراوشهای شیمیایی را نام برد.

لیزر و آینده علم شیمی

لیزر با وجود استفاده وسیع و روز افزون در رشته‌های مختلف علوم و از جمله شیمی ، هنوز هم نویدهای زیادی برای آینده دارد. با توجه به ساخت لیزرهای جدید با کاربری وسیع و تکامل روشهای قدیمی ، در آینده می‌توان شاهد تحولات عظیم در شیمی تجزیه و استفاده گسترده از لیزر در فراوشها و سنتزهای شیمیایی بود.

همچنین استفاده از لیزر برای سنتز و مطالعه اجزا ، خوشه‌های فلزی و کربن در آینده مورد توجه خاص خواهد بود. چشم انداز آینده ، استفاده از لیزر در تولید و سنتز مواد حیاتی مهم با کمترین هزینه خواهد بود.

کاربرد ليزر در فيزيک و شيمی

اختراع ليزر و تکامل آن وابسته به معلومات پايه‌ای است که در درجه اول از رشتهٔ فيزيک و بعد, از شيمی گرفته شده اند. بنابراين طبيعی است که استفاده از ليزر در فيزيک و شيمی از اولين کاربردهای ليزر باشند. رشتهٔ ديگری که در آن ليزر نه تنها امکانات موجود را افزايش داده بلکه مفاهيم کاملا جديدی را عرضه کرده است طِيف نمايی است.

اکنون با بعضی از ليزرها می‌‌توان پهنای خط نوسانی را تا چنـدده کيلوهـرتز باريـک کـرد (هـم در ناحيـهٔ مرئــی و هم در ناحيهٔ فروسـرخ) و با اين کار اندازه گيری های مربوط به طيف نمايی با توان تفکيک چند مرتبه بزرگی (3 تا 6 يا بالاتر) از روش های معمولی طيف نمايی امکان‌پذیر می‌‌شوند.

ليزر همچنين باعث ابداع رشته جديد طيف نمايی غير خطی شد که در آن تفکيک طيف نمايی خيلی بالاتر از حدی است که معمولا با اثرهای پهن شدگی دوبلر اعمال می‌‌شود. اين عمل منجر به بررسيهای دقيق تری از خصوصيات ماده شده است.

در زمينهٔ شيمی از ليزر هم برای تشخيص و هم برای ايجاد تغييرات شيميايی برگشت ناپذير استفاده شده است. به وسيلهٔ اين روشها می‌‌توان اطلاعات قابل ملاحظه‌ای دربارهٔ خصوصيات مولکولهای چند اتمی به دست آورد (يعنی فرکانس ارتعاشی فعال رامن - ثابتهای چرخشی و ناهماهنگ بودن فرکانس).

روش CARS همچنين برای اندازه گيری غلظت و دمای يک نمونهٔ مولکولی در يک ناحيهٔ محدود از فضا به کار می‌‌رود. از اين توانايی برای بررسی جزئيات فرايند احتراق, شعله و پلاسما تخليه الکتريکی بهره برداری شده است.

شايد جالبترين کاربرد شيميايی ليزر در زمينهٔ فوتو شيمی باشد. اما بايد در نظر داشته باشيم به خاطر بهای زياد فوتونهای ليزری بهره برداری تجاری از فوتوشيمی ليزری تنها هنگامی موجه است که ارزش محصول نهايی خيلی زياد باشد. يکی از اين موارد جداسازی ايزوتوپها است. حتماً تا کنون درباره DVD يا CD و يا جراحی چشم با ليزر و غيره چيزهايی شنيده ايد.

کاربردهای لیزر در شیمی

مطالب مشابه :

دانلود 30 کتاب مفید دانشگاهی برای تمامی گرایش های شیمی

نقش جلبک‌ها در کاهش آلودگی آب‌ها

کاربردهای لیزر در شیمی

شیمی هسته ای

18 کاربرد متفاوت خمیر دندان که نمی دانستید!!!

دانشگاه تربيت مدرس