Wetenschap
Onderwatermassaspectrometrie zorgt voor een 500-voudige verbetering van de gevoeligheid voor detectie van opgelost methaan
Een onderzoeksteam onder leiding van prof. Chen Chilai van het Hefei Institute of Physical Science van de Chinese Academie van Wetenschappen heeft de detectiegevoeligheid van opgelost methaan in water met meer dan 500 keer vergroot, waardoor de verbetering 500 maal werd overtroffen, waardoor de basisniveaus voor methaandetectie in oceanen en oceanen werden bereikt. meren.
Het onderzoek is gepubliceerd in Talanta .
Het monitoren van de methaanuitstoot in de oceanen is essentieel voor het begrijpen van de klimaatverandering en het verkennen van schone energiebronnen zoals aardgashydraten. De bestaande gegevens over opgelost methaan in de oceaan blijven echter beperkt, wat leidt tot aanzienlijke onzekerheden bij het schatten van de methaanflux in de oceanen vanwege gevoeligheidsbeperkingen.
Hoewel diepzeemassaspectrometrie een cruciaal instrument is voor de snelle detectie van opgeloste gassen in de oceaan, beperkt de beperkte gevoeligheid de toepassing ervan tot specifieke regio's of abnormale gebeurtenissen.
In dit onderzoek ontwikkelde het team een online waterverwijderingssysteem met een klein volume en een laag vermogen om uitdagingen zoals een hoog gasgehalte in monsters en beperkte ruimte in detectie-instrumenten aan te pakken. Door het ontwerp van de gasbemonsteringsroute te optimaliseren en dit te integreren in de Underwater Mass Spectrometry (ims-UMS) van het Intelligent Microsystem Laboratory, bereikten ze een aanzienlijke verbetering in de detectiegevoeligheid.
De detectielimiet voor methaan kelderde van ruim 16 nmol/L naar een opmerkelijke 0,03 nmol/L, wat een 500-voudige verbetering betekent.
De toewijding van het team aan diepzeemassaspectrometrie, micro-elektromechanische systeemtechnologie en intelligente microsysteemtechnologie speelde een cruciale rol bij deze doorbraak.
De volgende stap van het onderzoeksteam zal bestaan uit het uitvoeren van in-situ detectiestudies van achtergrondmethaan over grote ruimtelijke en temporele gebieden op basis van deze technologie, evenals in-situ detectiestudies van gerichte sporengassen zoals H2 en He in extreem lage concentraties.
Dit onderzoek legt volgens het team een belangrijke technologische basis voor verdere berekeningen van de methaanflux, mondiaal klimaatonderzoek, het volgen van pluimen en het ontdekken van koude sijpelen.