Le suivi de la masse dans des environnements difficiles nécessite des particules de substitution qui résistent à l'événement et durent jusqu'à l'échantillonnage. Les scientifiques ont déjà signalé la capacité de survie des traceurs de particules robustes lors d'explosions.
Dans une nouvelle étude de Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), les scientifiques ont créé des particules traceuses robustes qui pourraient survivre et prospérer dans des conditions extrêmes.
Les colorants fluorescents et autres matières organiques sont fréquemment utilisés comme traceurs dans la recherche biologique pour localiser les cellules et détecter les fuites d'eau. Ils fonctionnent admirablement dans certaines circonstances, mais ils sont moins efficaces pour tracer des matériaux lors d’explosions. Leur problème est le suivant : ils brûlent.
Dans cette étude, au lieu d'utiliser des matériaux organiques, les scientifiques se sont concentrés sur des matériaux inorganiques pour développer leurs traceurs robustes, en particulier points quantiques.
April Carman, chercheuse au PNNL, a déclaré : "Bien qu'ils aient bien mieux résisté que les matériaux organiques dans des conditions difficiles, l'équipe de recherche devait encore protéger les points quantiques des conditions extrêmes d'une explosion chimique."
"Trouver un moyen de protéger le traceur tout en conservant son intensité luminescente s'est avéré difficile."
L’environnement local a un impact significatif sur la luminosité ou l’intensité luminescente du traceur. Certaines mesures préventives peuvent réduire la luminosité, rendant le traceur plus difficile à trouver. Les scientifiques ont donc décidé d’utiliser de la silice hydratée – du « verre essentiellement imbibé d’eau » pour protéger les points quantiques et maintenir leur luminosité.
Les traceurs enrobés créés par l’équipe PNNL étaient presque aussi lumineux que les points quantiques d’origine, même si les techniques antérieures de revêtement en silice réduisaient considérablement la luminosité des traceurs. Des tests supplémentaires ont révélé que les particules pouvaient supporter différents niveaux de pH pendant de longues périodes.
Hubbard a dit : "Nous savions que nous avions créé quelque chose de spécial lorsque nous avons vu nos résultats."
Heureusement pour l’équipe du PNNL, leur méthode de synthèse a été conçue pour être totalement évolutive afin de produire des quantités massives, allant du kilogramme à la tonne potentielle par jour.
Michael Foxe, chercheur au PNNL, a déclaré : « Non seulement ils peuvent fabriquer de grandes quantités de traceurs, mais ils peuvent également les personnaliser. « Nous pouvons adapter la taille et la couleur du traceur à n’importe quelle spécificité. Le traceur peut être affiné pour créer une imitation de la masse ou du matériau suivi. Nous pouvons également utiliser une variété de tailles avec différentes couleurs pour visualiser comment une explosion affecte des particules de différentes tailles.
Les scientifiques noté, « Les traceurs sont suffisamment robustes pour être déployés dans des environnements difficiles afin de suivre la masse et d’améliorer la compréhension des scientifiques sur le devenir et le transport dans l’environnement. Ils peuvent fonctionner dans des conditions trop sévères pour les traceurs traditionnels, comme dans les raffineries de pétrole et de gaz ou les centrales géothermiques. Avec des paramètres réglables et un système facile à utiliser, ces traceurs ont de nombreuses applications potentielles pour suivre le devenir et le transport des matériaux dans des environnements difficiles.
Carman a dit : « Nous sommes heureux d’avoir pu poursuivre ce projet malgré le scepticisme initial. Nous sommes également ravis de voir où cela nous mènera ensuite.
Journal de référence:
- Hubbard, L., Reed, C., Uhnak, N. et al. Microagglomérats de silice luminescente, synthèse et tests environnementaux. MRS Communications 12, 119-123 (2022). EST CE QUE JE: 10.1557/s43579-022-00150-3
