ملخص تقني ⚙️
أعلنت شركة Exum Instruments عن إطلاق الجيل الجديد من جهاز Massbox®، وهو منصة متطورة تعتمد على تقنية Laser Ablation Laser Ionization Time of Flight Mass Spectrometry (LALI-TOF-MS). يتميز هذا النظام بقدرته على تحليل العينات الصلبة بسرعة ودقة غير مسبوقة، مع التركيز على تحسين حساسية الكشف وتوفير الوقت. تشمل التحسينات الرئيسية نظام airlock لتقليل وقت تفريغ الحجرة، وحامل عينات قابل للتعديل لتحليل مكونات بأحجام مختلفة، بجانب تقنية direct-injection TOF التي تعزز كفاءة نقل الأيونات مع تقليل فقدان المادة.
تطوير منصة Massbox® المتطورة 🔧
صُمم جهاز Massbox تلبيةً لمتطلبات الباحثين في مجالات علوم المواد، والجيولوجيا، وهندسة المعادن، وتطوير البطاريات. يعتمد النظام على تقنية فريدة تجمع بين الإثارة بتقنية dual-laser ionization (LALI) وتحليل الطيف بالأزمنة Time of Flight (TOF) mass spectrometry.
يُمكن ذلك المنصة من تجميع معلومات كمية ومكانية عن جميع العناصر الكيميائية من الليثيوم وحتى اليورانيوم في قياس واحد. وبشكل خاص، تتفوق التقنية في الكشف عن العناصر الخفيفة التي غالبًا ما تشكل تحديًا أمام أدوات التحليل التقليدية، مثل الكربون، والنيتروجين، والأكسجين.
ثلاثة تطورات جوهرية في الجيل الجديد 🔥
- نظام airlock متقدم يقلل من زمن تفريغ الحجرة إلى أقل من دقيقة واحدة، مما يسهم في تسريع دورات القياس بشكل كبير.
- حامل العينة السفلي المصمم لاحتواء عينات بأحجام وأشكال مختلفة، مما يتيح تحليل مكونات مختلفة خلال جلسة واحدة دون الحاجة لإعادة تجهيز الجهاز.
- تقنية direct-injection TOF تعمل على زيادة كفاءة نقل الأيونات داخل النظام، ما يعزز حساسية الكشف ويحد من استهلاك المادة العينية.
هذه التحسينات تمثل قفزة نوعية في مستويات الدقة والسرعة، مما يوسع من نطاق استخدامات الجهاز في مجالات متعددة.
تطبيقات صناعية وبحثية متنوعة 🏭
يُعد جهاز Massbox أداة حيوية في العديد من القطاعات الهندسية والتقنية، منها:
- البحث والتطوير في صناعة البطاريات، حيث يقدم خرائط دقيقة لليثيوم، ويُحلل الطبقة البينية للإلكتروليتات الصلبة (Solid Electrolyte Interphase – SEI)، بالإضافة إلى الكشف عن العناصر النادرة بدقة عالية.
- الجيولوجيا والتنقيب، حيث يُمكن الكشف عن نطاقات تركيز بالـ ppm وتحليل سريع للعناصر المكونة للعينات المعقدة المأخوذة من المواقع الجيولوجية.
- الصناعة المعدنية والتصنيع المتقدم، حيث يُستخدم لتحليل السبائك من خلال كشف العناصر النزرة وتحليل تركيبي ثلاثي الأبعاد، وهو أمر ضروري لتطوير المواد وتحليل الأعطال وضمان الجودة.
يظهر النظام قدرته على دعم رؤية متكاملة في التحكم في جودة العمليات الصناعية والتحليل البحثي المتقدم.
دور المهندسين الميكانيكيين في تطوير Massbox® 🛠️
تجلّت الجوانب الميكانيكية في تصميم منصة Massbox® بوضوح، حيث اتسمت بدقة هندسية عالية ترتكز على:
- تصميم airlock system يعتمد على تحكم دقيق في الضغط والهواء لضمان سرعة إفراغ الحجرة دون التأثير على استقرار العينة.
- ابتكار حامل عينات سفلي متنوع الأشكال لتوفير مرونة قصوى في التعامل مع العينات التي تختلف في الحجم والشكل والمادة.
- التكامل الهندسي بين آلية الليزر والتوريد الموصل للأيونات عبر direct-injection TOF، مما يقلل الضياع ويزيد من كفاءة القياس.
مجمل هذه المميزات يتطلب براعة في أتمتة العمليات الميكانيكية الدقيقة، واستغلال المبادئ الحرارية والهوائية لتحسين أداء النظام بشكل عام.
أهمية ودفع البحث العلمي والابتكار 🚗
لقد استقبلت العديد من الجامعات والمؤسسات البحثية هذا الجهاز الجديد بحماس. على سبيل المثال، كلية الهندسة بجامعة ولاية أوريغون تعد من أوائل المؤسسات التي ستدمج Massbox الجديد في مختبراتها البحثية.
هذا الاستقبال يؤكد قدرة المنصة على سد الفجوات القائمة في القياس والتحليل، وتوفير أداوت أكثر سرعة ودقة، تُسهم في تطور أبحاث المواد المتقدمة وتحفيز الاكتشافات العلمية.
أهمية التحسينات التقنية
- سرعة العمليات والتحليل مما يسرع من وتيرة البحث والتطوير.
- التحليل العنصري المكاني يوفر بيانات مركزة تساعد الباحثين على فهم أفضل للخصائص والتفاعلات داخل المواد.
- مرونة التعامل مع العينات المتنوعة تدعم أبحاث تطبيقات متعددة من هندسة البطاريات إلى تصنيع السبائك.
خلاصة
جهاز Massbox® الجديد من Exum Instruments يمثل قفزة نوعية في مجال تحليل العينات الصلبة باستخدام تقنية LALI-TOF-MS. باستخدام تحسينات مثل نظام airlock للسرعة، وحامل عينات متعدد الاستخدامات، وتقنية direct-injection TOF للحساسية، يُعد الحل الأمثل للباحثين والمهندسين في عدة قطاعات هامة مثل علوم المواد، تصنيع البطاريات، والجيولوجيا.
التطوير الهندسي الدقيق في النظام يعكس تكاملًا متقدمًا بين الميكانيكا، الديناميكا الحرارية، وتقنيات التحكم، ما يجعل من هذه المنصة أداة فعالة لتحقيق مزيد من الدقة، السرعة، والمرونة في تحليلات العينات المعقدة.
يمكن متابعة استعراض هذا الجهاز وعرضه المباشر في الندوات القادمة لمن يرغب في التعرف على كل جديد في مجالات الهندسة الميكانيكية والتحليل الصناعي.
