Los investigadores de BYU han creado un versión portátil de una herramienta ahora capaz de analizar la atmósfera de Marte, y ese es solo uno de sus innumerables usos posibles.

Durante décadas, los espectrómetros de masas han ofrecido una forma relativamente rápida y muy sensible de analizar y detectar compuestos químicos. Pero su voluminoso tamaño ha sido un obstáculo, limitando su potencial en el campo.

Pero después de pasar 12 años explorando el problema, Daniel Austin, profesor de química de BYU, acompañado por el profesor de ingeniería eléctrica Aaron Hawkins y otros colegas, ha desarrollado un espectrómetro mucho más pequeño que todavía tiene las capacidades de sus contrapartes más grandes.

"El objetivo era tomar lo que de otro modo sería un gran instrumento de sobremesa a algo que sea lo suficientemente pequeño como para llevarlo contigo, "dijo Austin, cuyos hallazgos del equipo se publicaron recientemente en el Journal of the American Society for Mass Spectrometry.

Aunque en el pasado se han desarrollado espectrómetros más pequeños, en general, han sido menos sensibles y más propensos a romperse. Pero un pequeño espectrómetro cuya capacidad y fuerza no se minimizan por su tamaño, Austin dijo:abre un mundo de aplicaciones potenciales, incluyendo lo siguiente:

• Un espectrómetro de masas miniaturizado podría detectar y encontrar armas químicas, minimizar el peligro para los soldados en una región determinada.
• En el ámbito de la seguridad nacional, Los espectrómetros de masas miniaturizados podrían ayudar a detectar explosivos en aeropuertos o en otros lugares.
• Para los investigadores forenses, Los espectrómetros portátiles podrían ayudar con una variedad de necesidades en el sitio, incluida la determinación de si un polvo blanco es una droga ilegal o algo benigno.

"Debido a que los espectrómetros de masas suelen ser grandes y costosos y requieren técnicos para operar, no mucha gente puede acceder a ellos, "dijo Yuan Tian, un coautor del estudio y un reciente doctorado en química de BYU. graduado "Pero los espectrómetros de masas miniaturizados tienen como objetivo superar estos problemas tradicionales reduciendo su tamaño físico, peso y costo ".

Ese, Sucesivamente, "proporciona una forma más rápida y sencilla de realizar análisis de compuestos, ", agregó la coautora y doctora en química Ailin Li.

Los espectrómetros de masas con trampa de iones suelen funcionar mediante electrodos metálicos que crean un campo eléctrico. Ese campo eléctrico tiene una señal de radiofrecuencia aplicada, que atrapa iones. Los científicos recogen muestras, ionizarlos, Atrapan los iones y luego expulsan y detectan esos iones en función de sus masas, que luego les dice la composición química de la muestra.

Austin y sus colegas utilizan un proceso llamado microlitografía en placas de cerámica y vidrio para miniaturizar las trampas de iones. El espacio entre las placas es de menos de un milímetro y es "donde ocurre la acción, "Austin dijo, agregando que el dispositivo resultante es cien veces más liviano y más pequeño que una trampa de iones convencional.

Este proyecto específico fue financiado en parte por la National Science Foundation, y la investigación relacionada también ha sido financiada por la NASA y el Departamento de Defensa de EE. UU. El espectrómetro del equipo ahora está siendo observado para desarrollo comercial.

"La espectrometría de masas portátil permitirá muchas aplicaciones que simplemente no puede hacer en este momento, Austin dijo. Hay mucha ciencia nueva que se puede hacer con un instrumento que se puede llevar a cualquier parte. En lugar de enviar muestras a un laboratorio distante y esperar resultados, un instrumento portátil puede dar resultados inmediatos, permitiendo decisiones rápidas ".