.Detect Dangerous Gases in Seconds With New Technology
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.Detect Dangerous Gases in Seconds With New Technology
새로운 기술로 몇 초 안에 위험한 가스 감지
Optica 에서2025년 1월 9일, 코히런트하게 제어되는 석영 강화 광음향 분광법 매우 낮은 농도의 가스를 실시간으로 감지하고 식별하는 새로운 방법은 석영 강화 광음향 분광법에 코히어런트 제어를 추가하며, 석영 튜닝 포크를 사용하여 가스 흡수를 감지합니다. 출처: Florian Sterl, Sterltech Optics GmbH, 편집
매우 낮은 농도의 가스를 빠르게 감지하고 식별하기 위해 일관되게 제어되는 석영 강화 광음향 분광법이라는 획기적인 방법이 개발되었습니다. 환경 모니터링, 조기 암 발견, 화학 공정 안전 등에 응용 가능성이 큰 이 새로운 기술을 사용하면 기존에는 훨씬 더 오랜 시간이 걸렸던 종합적인 가스 분석을 단 몇 초 만에 마칠 수 있습니다. 추적 가스 감지의 향상된 감도 연구자들은 뛰어난 속도와 정밀도로 미량의 가스를 탐지하고 식별하는 획기적인 방법을 공개했습니다. 코히어런트 제어된 석영 강화 광음향 분광법으로 알려진 이 혁신적인 접근 방식은 환경 모니터링, 의료용 호흡 분석 및 화학 공정 제어와 같은 분야에서 사용되는 고감도 실시간 센서의 길을 열 수 있습니다.
"대부분 가스는 소량으로 존재하기 때문에 낮은 농도의 가스를 감지하는 것은 다양한 산업과 응용 분야에서 중요합니다." 독일 슈투트가르트 대학의 연구팀 리더인 Simon Angstenberger가 설명했습니다. "광음향에 의존하는 다른 미량 가스 감지 방법과 달리, 저희 방법은 특정 가스에 국한되지 않으며 존재할 수 있는 가스에 대한 사전 지식이 필요하지 않습니다." 연구팀은 Optica Publishing Group의 저널인 Optica 에 오늘(1월 9일) 출판한 논문에서 단 3초 만에 전체 메탄 스펙트럼(3050~3450나노미터)을 포착해내는 방법을 시연했습니다. 이는 일반적으로 약 30분 걸리는 성과입니다. "이 새로운 기술은 기후 변화에 강력한 기여자인 메탄과 같은 온실 가스를 감지하여 기후 모니터링에 사용될 수 있습니다."라고 Angstenberger는 말했습니다. "또한 호흡 분석을 통한 조기 암 감지 및 화학 생산 공장에서 독성 또는 인화성 가스 누출을 감지하고 공정 제어를 위한 잠재적인 응용 분야가 있습니다." 분광학의 기술적 도약 분광학은 가스를 포함한 화학 물질을 식별하여 각 가스의 "지문"과 유사한 고유한 빛 흡수 특성을 분석합니다.
그러나 낮은 가스 농도를 빠르게 감지하려면 빠르게 조정할 수 있는 레이저뿐만 아니라 매우 민감한 감지 메커니즘과 레이저 타이밍의 정확한 전자 제어가 필요합니다. 새로운 연구에서 연구자들은 최근 대학의 분사 기업인 슈투트가르트 인스트루먼트 GmbH의 협력자들이 개발한 매우 빠른 조정 파장을 가진 레이저를 사용했습니다. 그들은 또한 민감한 감지 메커니즘으로 석영 강화 광음향 분광법(QEPAS)을 활용했습니다. 이 분광법은 석영 튜닝 포크를 사용하여 동일한 주파수로 변조된 레이저에 의해 유도된 12,420Hz의 공진 주파수에서 진동을 전자적으로 측정하여 가스 흡수를 감지합니다. 레이저는 포크의 갈래 사이에 있는 가스를 빠른 펄스로 가열하여 가스를 움직이게 하고 감지 가능한 압전 전압을 생성합니다. "오랫동안 울리게 하는 튜닝 포크의 고품질 인자는 과학자들이 공명 증강이라고 부르는 것을 통해 낮은 농도를 감지할 수 있게 해주지만, 수집 속도는 제한됩니다."라고 Angstenberger는 설명했습니다.
"분자의 지문을 얻기 위해 파장을 바꿀 때, 포크는 여전히 움직이기 때문입니다. 다음 특징을 측정하려면 어떻게든 움직임을 멈춰야 합니다." 이 문제를 극복하기 위해 연구자들은 코히런트 제어라는 트릭을 개발했습니다. 여기에는 포크의 진동 주기의 정확히 절반만큼 펄스 타이밍을 이동시키는 것이 포함되고 레이저 출력 전력은 동일한 주파수로 유지됩니다. 이렇게 하면 레이저 펄스가 갈래가 안쪽으로 움직일 때 포크 사이의 가스에 도달합니다. 이 트릭은 가스가 뜨거워지고 팽창함에 따라 갈래의 움직임에 반대되기 때문에 포크 진동을 완화합니다. 레이저 빛이 몇 번 번쩍인 후(수백 마이크로초 이상) 포크가 진동을 멈추고 다음 측정을 수행할 수 있습니다. 가스 식별 속도 혁신 Angstenberger는 "QEPAS에 코히어런트 제어를 추가하면 진동 및 회전 지문을 사용하여 가스를 초고속으로 식별할 수 있습니다."라고 말했습니다. "특정 가스나 단일 흡수 피크에 국한된 기존 설정과 달리 1.3~18µm의 광범위한 레이저 튜닝 범위로 실시간 모니터링을 달성할 수 있어 사실상 모든 미량 가스를 감지할 수 있습니다."
연구자들은 슈투트가르트 인스트루먼트가 개발한 레이저와 상업적으로 이용 가능한 QEPAS 가스 셀을 사용하여 가스 셀에 100ppm의 메탄이 포함된 사전 교정된 메탄 혼합물을 분석하는 새로운 방법을 테스트했습니다. 그들은 일반 QEPAS를 사용하면 너무 빨리 스캐닝하면 스펙트럼 지문이 흐릿해지지만, 코히런트 제어 방법을 사용하면 선명하고 변화가 없음을 보여주었습니다. 다음 단계로, 연구자들은 새로운 기술의 한계를 탐구하여 최대 속도와 가장 낮은 감지 농도를 결정할 계획입니다. 그들은 또한 여러 가스를 감지하는 데 사용하고 싶어합니다. 이상적으로는 동시에요.
참고문헌: S. Angstenberger, M. Floess, L. Schmid, P. Ruchka, T. Steinle 및 H. Giessen의 "석영 강화 광음향에서의 코히어런트 제어: 몇 초 이내에 ppm 수준의 미량 가스 지문", 2025년 1월 9일, Optica . DOI: 10.1364/OPTICA.544448
https://scitechdaily.com/detect-dangerous-gases-in-seconds-with-new-technology/
메모 2501100106 소스1.분석중_【】
나의 분석은 소스1.에서 아이디어를 찾아내 내이론을 단단히 구축하는데 있어, 다소 동떨어진 주장을 하여도 이해를 부탁한다. 이는 소스1.의 내용을 변경하는 게 아니고 나의 시각만 드러낼 뿐이다.
1.새로운 기술로 몇 초 안에 위험한 가스 감지
[1]매우 낮은 농도의 가스]를 빠르게 감지하고 식별하기 위해 일관되게 제어되는 석영 강화 광음향 분광법이라는 획기적인 방법이 개발되었다. 환경 모니터링, 조기 암 발견, 화학 공정 안전 등에 응용 가능성이 큰 이 새로운 기술을 사용하면 기존에는 훨씬 더 오랜 시간이 걸렸던 종합적인 가스 분석을 단 몇 초 만에 마칠 수 있다.
_[1】가스는 2pir의 서클을 가지도록 화학작용이나 암세포가 반응하도록 r의 길이를 늘리면 개체를 부플려 커가게 한다. 그러면 작았던 것이 커지기 때문에 감지가 가능해질듯..허허.
미량의 가스가 존재한다는 것은 희소성이고 가스로 부플린 거품의 표면이 가장 차가운 희소 가스가 있는 에너지이고 2pir의 궤도가 극저온 국면의 값 smd.oms.vix.ain의 키랄성 모드이다. 어허.
2.추적 가스 감지의 향상된 감도
연구자들은 뛰어난 속도와 정밀도로 미량의 가스를 탐지하고 식별하는 획기적인 방법을 공개했다. 코히어런트 제어된 석영 강화 광음향 분광법으로 알려진 이 혁신적인 접근 방식은 환경 모니터링, 의료용 호흡 분석 및 화학 공정 제어와 같은 분야에서 사용되는 고감도 실시간 센서의 길을 열 수 있다.
대부분 가스는 소량으로 존재하기 때문에 낮은 농도의 가스를 감지하는 것은 다양한 산업과 응용 분야에서 중요하다
광음향에 의존하는 다른 미량 가스 감지 방법과 달리, 저희 방법은 특정 가스에 국한되지 않으며 존재할 수 있는 가스에 대한 사전 지식이 필요하지 않다.
2-1.연구팀은 단 3초 만에 전체 메탄 스펙트럼(3050~3450나노미터)을 포착해내는 방법을 시연했다. 이는 일반적으로 약 30분 걸리는 성과이다.
이 새로운 기술은 기후 변화에 강력한 기여자인 메탄과 같은 온실 가스를 감지하여 기후 모니터링에 사용될 수 있다. 또한 호흡 분석을 통한 조기 암 감지 및 화학 생산 공장에서 독성 또는 인화성 가스 누출을 감지하고 공정 제어를 위한 잠재적인 응용 분야가 있다.
_[2-1】가스는 1_x_n=qpeoms_x_n의 값을 가질 때, side.qms 궤도 값이다. 이의 반응 속도는 최적화된 거품의 링이고 가장 빠르면 2rpi의 r의 길이에 반비례한다. 고로 3초의 메탄 반응속도의 국면 희소값은 6pi이다. r의 길이가 무척길면 반응 속도는 더 짤아져 2개의 링이 거의 붙어서 2qms가 1oms되어진 두개의 링이 하나로 보이는 원소가 에너지 궤도의 전자각 생성 단계(*)에서는 즉각 1/2를 1로 감지 반응한다. 원자의 전자각 헝성을 보는 것이 가장 빠른데 이를 qpeoms.value로 본다. 어허. 쩌어업! 원소가 생기는 장면을 qpeoms가 연출하면 에너지 궤도로 물질의 질량이 만들어지는 E=mc2의 공식의 실체()를 보여준다는거다. 허허.
오바 해석???잠시 중단...허리도 뻐근하고 ..휴식.
B.
2-2.분광학의 기술적 도약
분광학은 가스를 포함한 화학 물질을 식별하여 각 가스의 "지문"과 유사한 고유한 빛 흡수 특성을 분석한다. 그러나 낮은 가스 농도를 빠르게 감지하려면 빠르게 조정할 수 있는 레이저뿐만 아니라 매우 민감한 감지 메커니즘과 레이저 타이밍의 정확한 전자 제어가 필요하다.
개발한 매우 빠른 조정 파장을 가진 레이저를 사용했다. 그들은 또한 민감한 감지 메커니즘으로 석영 강화 광음향 분광법(QEPAS)을 활용했다. 이 분광법은 석영 튜닝 포크를 사용하여 동일한 주파수로 변조된 레이저에 의해 유도된 12,420Hz의 공진 주파수에서 진동을 전자적으로 측정하여 가스 흡수를 감지한다. 레이저는 포크의 갈래 사이에 있는 가스를 빠른 펄스로 가열하여 가스를 움직이게 하고 감지 가능한 압전 전압을 생성한다.
3.오랫동안 울리게 하는 튜닝 포크의 고품질 인자는 과학자들이 공명 증강이라고 부르는 것을 통해 낮은 농도를 감지할 수 있게 해주지만, 수집 속도는 제한된다. 분자의 지문을 얻기 위해 파장을 바꿀 때, 포크는 여전히 움직이기 때문이다. 다음 특징을 측정하려면 어떻게든 움직임을 멈춰야 한다.
3-1.
이 문제를 극복하기 위해 연구자들은 코히런트 제어라는 트릭을 개발했다. 여기에는 [3-1]포크의 진동 주기의 정확히 절반]만큼 펄스 타이밍을 이동시키는 것이 포함되고 레이저 출력 전력은 동일한 주파수로 유지된다.
_[3-1】2rpi는 2개의 r이 pi의 곱 가진거다. 고로 2rxy은 rx의 값을 알면 ry의 값도 알 수 있는 코히런트 관계이고 이를 제어하는 트릭이 바로 qpeoms이다. 어허.
ㅡ이렇게 하면 내방식으로 이해가 되는데...암튼.
레이저 펄스가 갈래가 안쪽으로 움직일 때 포크 사이의 가스에 도달한다. 이 트릭은 가스가 뜨거워지고 팽창함에 따라 갈래의 움직임에 반대되기 때문에 포크 진동을 완화한다. 레이저 빛이 몇 번 번쩍인 후(수백 마이크로초 이상) 포크가 진동을 멈추고 다음 측정을 수행할 수 있다.
4.가스 식별 속도 혁신
QEPAS에 코히어런트 제어를 추가하면 진동 및 회전 지문을 사용하여 가스를 초고속으로 식별할 수 있다. 특정 가스나 단일 흡수 피크에 국한된 기존 설정과 달리 1.3~18µm의 광범위한 레이저 튜닝 범위로 실시간 모니터링을 달성할 수 있어 사실상 모든 미량 가스를 감지할 수 있다.
연구자들은 슈투트가르트 인스트루먼트가 개발한 레이저와 상업적으로 이용 가능한 QEPAS 가스 셀을 사용하여 가스 셀에 100ppm의 메탄이 포함된 사전 교정된 메탄 혼합물을 분석하는 새로운 방법을 테스트했다. 그들은 일반 QEPAS를 사용하면 너무 빨리 스캐닝하면 스펙트럼 지문이 흐릿해지지만, 코히런트 제어 방법을 사용하면 선명하고 변화가 없음을 보여주었다.
다음 단계로, 연구자들은 새로운 기술의 한계를 탐구하여 최대 속도와 가장 낮은 감지 농도를 결정할 계획이다. 그들은 또한 여러 가스를 감지하는 데 사용하고 싶어한다.
Note 2501100106 Source 1. Analyzing_【】
My analysis is to find ideas from Source 1. and solidify my theory, so please understand if I make a somewhat off-topic claim. This does not change the content of Source 1., but only reveals my perspective.
1. New technology detects hazardous gases in seconds
A groundbreaking method called consistently controlled quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy has been developed to rapidly detect and identify [1] very low concentrations of gas. This new technology, which has great potential for applications in environmental monitoring, early cancer detection, and chemical process safety, can now complete comprehensive gas analysis in seconds, which previously took much longer.
_[1] Gases have a circle of 2pir, so if you increase the length of r, the object will swell and grow larger so that chemical reactions or cancer cells react. Then, since small things become larger, detection seems possible. Hehe. The presence of trace gases is rare, and the surface of the bubble inflated with gas is the energy where the coldest rare gas is, and the orbit of 2pir is the chiral mode of the ultra-low temperature value smd.oms.vix.ain. Oh.
2. Enhanced sensitivity of trace gas detection
Researchers have unveiled a groundbreaking method for detecting and identifying trace gases with exceptional speed and precision. This innovative approach, known as coherent controlled quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy, could pave the way for high-sensitivity, real-time sensors used in areas such as environmental monitoring, medical breath analysis, and chemical process control.
Since most gases exist in small quantities, detecting low concentrations of gases is important for a variety of industries and applications.
Unlike other trace gas detection methods that rely on photoacoustics, our method is not limited to a specific gas and does not require prior knowledge of the gases that may be present.
2-1. The research team demonstrated a method that captures the entire methane spectrum (3050–3450 nm) in just 3 seconds. This is a performance that typically takes about 30 minutes.
This new technology can be used for climate monitoring by detecting greenhouse gases such as methane, a strong contributor to climate change. It also has potential applications in early cancer detection through breath analysis, and in detecting toxic or flammable gas leaks in chemical production plants and for process control.
_[2-1] Gas is the side.qms orbital value when 1_x_n=qpeoms_x_n. Its reaction rate is inversely proportional to the length of r, which is the optimal bubble ring and the fastest is 2rpi. Therefore, the rare value of the side of the methane reaction rate of 3 seconds is 6pi. If the length of r is very long, the reaction rate is shortened further, so that the two rings are almost attached, and the two rings that are 2qms and 1oms are seen as one, and in the electron shell creation stage (*) of the energy orbital, 1/2 is detected as 1. The fastest way to see the electron shell of an atom is to see the qpeoms.value. Oh, wow! If qpeoms directs the scene where elements are created, it shows the true nature of the E=mc2 formula, which creates the mass of matter as an energy orbit. Hehe.
Overinterpretation??? Pause.. There is a double ring in the phase.
B.
2-2. Technological leap in spectroscopy
Spectroscopy identifies chemical substances, including gases, by analyzing their unique light absorption characteristics, similar to the "fingerprint" of each gas. However, to quickly detect low gas concentrations, not only a laser that can be quickly adjusted, but also a very sensitive detection mechanism and precise electronic control of the laser timing are required.
They used a laser with a very fast tuning wavelength that they developed. They also utilized quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy (QEPAS) as a sensitive detection mechanism. This spectroscopy detects gas absorption by electronically measuring vibrations at a resonant frequency of 12,420 Hz induced by a laser modulated at the same frequency using a quartz tuning fork. The laser heats the gas between the prongs of the fork with rapid pulses, causing the gas to move and generating a detectable piezoelectric voltage.
3. The high-quality factor of the tuning fork, which makes it vibrate for a long time, allows scientists to detect low concentrations through what scientists call resonance enhancement, but the collection speed is limited. When you change the wavelength to obtain the fingerprint of a molecule, the fork is still moving. To measure the next feature, the movement must be stopped somehow.
3-1.
To overcome this problem, researchers developed a trick called coherent control. This involves shifting the pulse timing by [3-1]exactly half the fork's oscillation period], while maintaining the laser output power at the same frequency.
_[3-1】2rpi is the product of two r's by pi. Therefore, 2rxy is a coherent relationship where if you know the value of rx, you can also know the value of ry, and the trick to controlling this is qpeoms. Oh, my.
ㅡThis makes sense in my own way... anyway.
The laser pulse reaches the gas between the forks as the prongs move inward. This trick dampens the fork vibrations because the gas heats up and expands, opposing the movement of the prongs. After a few flashes of laser light (over a few hundred microseconds), the forks stop vibrating and the next measurement can be taken.
4. Innovation in Gas Identification Speed
Adding coherent control to QEPAS allows ultrafast gas identification using vibrational and rotational fingerprints. Unlike conventional setups that are limited to specific gases or single absorption peaks, the wide laser tuning range of 1.3 to 18 µm allows real-time monitoring, allowing detection of virtually any trace gas.
The researchers tested the new method using a laser developed by Stuttgart Instruments and a commercially available QEPAS gas cell to analyze a pre-calibrated methane mixture containing 100 ppm methane in the gas cell. They showed that using regular QEPAS, scanning too fast results in a blurred spectral fingerprint, but using a coherent control method, it is clear and unchanging.
As a next step, the researchers plan to explore the limits of the new technology to determine the maximum speed and lowest detectable concentration. They also want to use it to detect multiple gases.
sample 1.vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
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sample qoms (standard)
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sample pms (standard)
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sample msoss
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