LIBScan - Desenvolvimento de um espetrómetro transportável LIBS com mapeamento rápido

Este projeto centra-se no desenvolvimento de um produto diferenciado para análise química e mapeamento baseado na tecnologia LIBS, que ataca uma faixa sub-explorada mas com elevado potencial transformador do mercado. Os objetivos operacionais são: 1. Aumentar o débito e capacidade de mapeamento, a um custo competitivo: implementação de novas soluções de hardware capazes de aumentar o débito da técnica LIBS para mapeamento (de alguns Hz para as centenas e mesmo kHz) bem como reduzir custos em relação ao mercado (para custos abaixo dos 50k€, sistemas atuais 80-100k€). Para conseguir estes ganhos vamos atuar a nível do laser (explorando o regime sub-ns em substituição do ns), do sistema de scanning (explorando um sistema de espelhos galvanométricos), e de upgrade de um sistema de espectrómetros para compatibilidade com sistemas acima de 1kHz. Impacto O1: Sempre que o tempo de análise ou volume de amostragem é fator importante para a aplicação, o débito da técnica acaba por ser determinante no sucesso e aplicações da mesma. De facto, muitos resultados da literatura baseados em LIBS e mapeamento elementar acabam por ser de âmbito e aplicação reduzido devido ao elevado volume de tempo das análises. Para uma métrica simples, a construção de um mapa espectral de 100x100 pontos num sistema a funcionar a 1 Hz requer um tempo total de aquisição perto das 3 horas. Passar destas taxas de repetição para o domínio dos kHz permitiria reduzir este tempo a apenas 10 segundos, traduzindo-se em benefícios imediatos e significativos a nível científico mas também a nível tecnológico e industrial (ex. capacidade de maior amostragem de pontos, levando a informações melhores e mais completas para controlo de processo mais eficiente). 2. Conferir transportabilidade ao equipamento O conceito passa por conseguir um design de equipamento de bancada robusto mas de reduzidas dimensões (máximo de 30x30x30cm e 10Kgs) conferindo-lhe transportabilidade. As dimensões mais reduzidas tornam-no transportável, aumentando a versatilidade de utilização. Impacto O2: A falta de portabilidade limita a aplicação da técnica LIBS em campos como a geologia e monitorização ambiental e marítima, onde análises no local poderiam fornecer dados imediatos e valiosos. Ao nível de aplicações académicas restringe as possibilidades de pesquisa no campo ou locais de difícil acesso, limitando o estudo a amostras que podem ser levadas até o laboratório. Ao nível industrial, a inflexibilidade do equipamento pode limitar a aplicabilidade do mesmo por ter de operar em ambiente fora do chão-de-fábrica. 3. Disponibilizar uma ferramenta de software diferenciada, centrada no utilizador para auxílio de decisão Finalmente, na direção do utilizador, pretende-se desenvolver um conjunto de ferramentas diferenciadas a nível de software e em colaboração com utilizadores, visando o empoderamento do utilizador na análise e tomada de decisão. Para isso procuraremos trazer novos desenvolvimentos a nível de processamento de alta-performance para permitir a construção de imagens Impacto O3: Esta limitação restringe o uso da tecnologia LIBS a utilizadores com formação específica em análise espectral, diminuindo a acessibilidade e a adoção generalizada da técnica em diversas áreas. Neste contexto, o desenvolvimento de novas soluções de software de alto-desempenho desenhadas a pensar no utilizador final e na operação em tempo real, pode potenciar e democratizar a tecnologia, ampliando de forma exponencial o mercado.