Познакомьтесь с доктором Ричардом Харком, синтетическим химиком-органиком, ученым-экологом и энтузиастом LIBS
Handheld LIBS и доктор Ричард Харк связывают давние отношения, которые читаются как приключенческий сериал, где партнерство с такой компанией, как SciAps, приводит к неожиданным результатам.
«Думаю, можно сказать, что я был чем-то вроде бета-тестера SciAps, а это значит, что я доводил инструменты до предела их возможностей, используя их по-новому», – говорит Харк . «Но я хотел бы думать, что через отзывы я немного помогал на протяжении многих лет».
Компания Hark внесла свой вклад в важные улучшения, такие как исправление программного обеспечения, предотвращающее перегрев лазера в модулях SciAps LIBS, и улучшение того, как данные экспортируются в SciAps XRF.
Харк работал с LIBS, пока технология развивалась.
Вначале анализатор SciAps Z-500 был ограничен в том, что он увеличивался только до 675 нанометров, что было отличным вариантом для портативного устройства, но пропускало важные линии для калия, который является важным элементом при идентификации минералов и анализе горных пород. Существующая лабораторная система выходит далеко за рамки этого. Итак, Харк использовал оригинальный SciAps Z-500, чтобы сосредоточиться на качественной работе, такой как определение географических источников полезных ископаемых с использованием концепции геохимического отпечатка пальца. «Z-500 на самом деле весьма успешно отличал страну происхождения во многих ранних проектах», – говорит Харк.
Со временем количественный анализ, такой как измерение углерода в стали , стал одним из самых сильных приложений SciAps LIBS.
«Теперь портативные системы LIBS, из которых блок SciAps был первым, сопоставимы с лабораторными системами для множества приложений» , – говорит Харк. Он использовал LIBS для анализа, казалось бы, всего, что находится под солнцем, от опасных материалов, с которыми сталкиваются службы быстрого реагирования, до исторических серебряных монет, морских ракушек и даже черепков глиняной посуды на историческом месте Джеймстауна в Вирджинии.
Ранняя работа – судебно-медицинская экспертиза и службы быстрого реагирования
Харк получил образование химика-синтетика-органика, и его первые лабораторные применения LIBS были связаны с его интересом к криминалистике, результатом его работы с реактивами для проявления скрытых отпечатков пальцев, которые используются для визуализации скрытых отпечатков на пористых поверхностях, таких как бумага, картон, валюта и т. Д. обои и т. д.
> Подробнее: https://www.juniata.edu/about/news/archive.php?action=SHOWARTICLE&id=411
В то время он работал с «Секретной службой США и некоторыми другими трехбуквенными агентствами, которые видели большую ценность в LIBS», – говорит он, поэтому он написал предложение, чтобы посмотреть, можно ли приобрести приборы. Харк использовал свой грант, чтобы построить свою собственную систему, используя отдельные компоненты, для геологического анализа и исследовательской работы с судебной экспертизой.
Когда он узнал, что Исследовательская лаборатория армии США сосредоточилась на обнаружении опасностей как на расширении LIBS, обеспечивая быстрые ответы в полевых условиях для служб быстрого реагирования, он использовал свое обучение в качестве специалиста по опасным веществам и свой опыт работы с новой технологией LIBS для поддержки проекта с финансированием. предоставлено Конгрессом. Проект был плодотворным для разработки LIBS и для Харка, который в итоге получил хорошую лабораторную систему LIBS.
> Подробнее: https://www.spectroscopyonline.com/view/laser-induced-breakdown-spectroscopy-closer-look-capabilities-libs-part-ii
Наука о культурном наследии – картины и пигменты
По-прежнему используя лабораторную систему LIBS, Харк затем активно включился в работу по изучению культурного наследия. Он провел весь творческий год в Лондоне, работая в Музее Виктории и Альберта, используя такие методы, как рентгеновская флуоресцентная спектроскопия и рамановская спектроскопия, для анализа пигментов в рукописях и картинах. Позже он продолжил эту работу, используя первые портативные устройства от SciAps.
 |  |
| В 2015 году доктор Ричард Харк работал с технологией SciAps первого поколения для анализа артефактов династии Северная Сун XII века. | Харк анализирует цвета глазури и глиняного тела редкой, все еще нетронутой фарфоровой тарелки Тунчжи времен династии Цин, начало XIX века. |
SciAps представляет портативные LIBS
Спустя десять лет после своей первой встречи с LIBS Харк услышал о новом стартапе, SciAps, Inc. «Я увидел, что SciAps создал портативный LIBS-инструмент, что очень заинтересовало меня и моих сотрудников. Мы могли бы использовать его в полевых условиях. как для служб быстрого реагирования, так и для геохимических работ », – говорит Харк. SciAps согласился одолжить ему инструмент. «До того, как появилась официальная академическая программа ссуды, я был ссудной программой, – смеется Харк.
Харк использовал зарождающийся портативный компьютер вместе с лабораторной LIBS. Вместе со своими соавторами из колледжа Джуниата в Хантингтоне, штат Пенсильвания, Харк опубликовал ряд статей, в которых использовались как портативные, так и лабораторные инструменты для геохимического анализа.
«С точки зрения сравнения – например, выявления различных типов карбонатных минералов – портативный LIBS на самом деле показал себя немного лучше, потому что он имел немного лучшее разрешение, чем лабораторная версия», – говорит Харк. В 2019 году он и соавторы, в том числе Эндрю Сомерс из SciAps, провели обзор расширяющихся приложений геохимии в статье «Спектроскопия лазерного разрушения – новый аналитический инструмент для разведки полезных ископаемых » в журнале «Минералы». Вы можете прочитать больше в блоге SciAps.
По мере развития и совершенствования инструментов в SciAps, Харк видел все больше и больше полезности для анализаторов, делясь тем, что он узнал через публикации. Основные моменты включают три главы книги, а теперь и обзорную статью, которая только что была опубликована в Spectrochimica Acta B, Атомная спектроскопия на портативных и портативных LIBS.
> Подробнее: https://doi.org/10.1016/j.sab.2020.106013
Последние приложения
Hark недавно завершил проект, используя исключительно инструменты SciAps – XRF, Raman и LIBS – для JR Plumer Associates , выполняя анализ почвы совместно с Лабораторией исследования холодных регионов армейского корпуса инженеров и инженерной лабораторией в Нью-Гэмпшире.
> Подробнее: https://erdc-library.erdc.dren.mil/jspui/handle/11681/38061
Их три цели заключались в модернизации существующей портативной технологии химического анализа; разработать мультисенсорную систему на основе этих технологий для быстрого химического анализа почв и других материалов, представляющих военный интерес, на месте; и исследовать преимущества в характеристиках классификации / распознавания, которые могут быть достигнуты за счет усовершенствованной предварительной обработки сигналов и объединения данных. «Суть этой работы заключалась в использовании комбинации портативных инструментов, а затем в использовании инструментов машинного обучения для объединения результатов данных», – говорит Харк. В качестве ученого в JR Plumer Associates, Харк сейчас работает над новым проектом для исследовательской лаборатории армии США, связанным с анализом композитных материалов.
Он также вернулся к работе с культурным наследием на своей новой должности научного сотрудника в Институте сохранения культурного наследия Йельского университета , где он продолжает использовать SciAps LIBS в своих исследованиях. В настоящее время Харк работает над выявлением двойников красного и красного дерева в музейной мебели, чтобы консерваторы и кураторы лучше понимали свою коллекцию и сырье, используемое для производства мебели.
«Мне очень понравилось работать с SciAps на протяжении многих лет. Они одолжили инструменты и предоставили поддержку, но они также готовы рассказать о результатах и помочь мне, если я в чем-то застрял. Я разговаривал с другими людьми, которые работали с SciAps, и это довольно последовательная история », – говорит Харк.
