2011. november: jegyzet, portré, tudomány, nanotechnológia, biotechnológia, egyetem, innováció, közlekedés, atomenergia, agrárium, zöldkörnyezet, vízgazdálkodás, it, logisztika
2011. november 5.

Szerző:
Bencze Áron

Lézer sebességmérés az alacsony mérettartományban is

A Technoorg Linda Kft. a kétsugaras fotonkorrelációs LDA jelfeldolgozásában egy olyan új módszert dolgozott ki, melynek segítségével az 50—500 nanométeres mérettartományban is alkalmas a részecskék egyedi sebességének és méretének szimultán mérésére. A fejlesztés részleteiről és egyediségéről Szigethy Dezsővel, a cég ügyvezető igazgatójával és Jani Péterrel, az MTA doktorával, a projekt szakmai vezetőjével beszélgettünk.


Saját fejlesztésű Nano LDA készülékével hatalmas áttörést vihet végbe a Technoorg Linda Kft. a nanotechnológiában – állítja Szigethy Dezső. A több mint két évtizedes múltra visszatekintő cég elsősorban az elektronmikrosz­kópiához kapcsolódó minta-előkészítő rendszerek fejlesztésére, illetve szórt lézerfények detektálásán alapuló méréstechnikákra specia­lizálódott. Az elmúlt években a nanotechnológia területén rendkívül gyors fejlődés vette kezdetét, és a kutatások az egyre kisebb részecskék felé tolódnak, ugyanis azokkal egészen másféle eredményeket lehet elérni. Szigethy Dezső szerint fejlesztésükkel egy eddig megdönthetetlennek tartott műszaki határt tudtak áttörni. A Nano LDA készülék gázokban és levegőben nagy sebességgel repülő, viszonylag kis részecskék sebességét és méretét képes detektálni. Egyediségét pedig az adja, hogy a lézer Doppler anemométeres mérésére szolgáló berendezés 50–500 nanométeres részecskék sebességének és méretének, valamint méret szerinti koncentrációjának in situ, azaz érintésmentes meghatározására használható, illetve az alkalmazott méréstechnika a visszaszóráson (back scattering) alapuló fotonszámlálásra is alkalmas. Az ügy­vezető igazgató kiemelte: műszakilag világcsúcsnak számít az, hogy tizenhárom nagyságrendben vagyunk képesek fényteljesítményt mérni egyetlen készülékben, miáltal egy új, eddig el nem ért 50–500 nanométer mérettartomány mérése vált lehetővé.

Ezen a szinten válik el a kémia a fizikától – jegyezte meg Jani Péter, a projekt szakmai vezetője, aki szerint a készülék nem más, mint a 30-40 éve ismert technológiának napjaink színvonalán megoldott, de elrendezésében újdonságot tartalmazó realizációja. A részletekről szólva kifejtette: a részecskeméret meghatározása az amplitúdó módszeren alapuló iterációs eljárást használ, míg a szimulációs eredmények alapján hátraszórásos geometriai elrendezésen alapuló, nagy numerikus aper­túrájú (NA) kompakt levilágító és gyűjtő­optikát fejlesztettek ki.

3 darab Nano LDA készülék fejlesztése a Technoorg–MTA-SZFKI laborjában

Az alkalmazott méréstechnikának két jelentős előnye van más, hagyományos anemométerekhez képest: a legkisebb mérhető részecskeméret egy nagyságrenddel kisebb, mint a hagyományos anemométerekben, a visszaszóráson alapuló fotonszámlálás pedig lehetővé teszi, hogy egyetlen optikai eszközben megvalósuljon a mérés. Így a jusztálás lényegesen egyszerűbb, nem igényel optikus szakembert. Perspektivikus alkalmazási területe a kompozit anyagok, kerámiaporok, festékek kiinduló építőanyagainak in situ monitorozása, akár egy folyamatszabályozás jeladójaként. Jani Péter hozzátette azt is, hogy méréseiket agresszív beltéri körülmények között is képesek megvalósítani. A sebességmérés hibahatára egy százalék körüli, a legkisebb részecskék méretmeghatározása pedig 20-30 százalék pontosságú, ami ebben a tartományban már hatalmas eredmény.

A Technoorg Linda Kft. a fejlesztési feladatokat elvégezte, a nyersadat-begyűjtés gyakorlatilag problémamentesen működik, a készülő prototípus és az adatgyűjtő elektronika a bemérés fázisában tart, elsősorban a kiértékelő szoftverek finomhangolása van még hátra. Jani Péter szerint a készülék néhány hónapon, maximum fél éven belül piacra kerülhet. A cég kutatói már a projekt kezdeti szakaszában felkerestek három meghatározó ipari céget Németországban, amelyek nyitottak voltak a fejlesztésre. Szigethy Dezső végül kitért arra is, hogy a 400 nanométer felett működő berendezések a sebességmérést egy, két és három dimenzióban is képesek elvégezni, míg a Nano LDA berendezés egyelőre egy, a felhasználó által tetszés szerint megválasztott dimenzióban képes minderre, azonban a mérés igény esetén két vagy három dimenzióvá való bővítése megoldható.•

 
Innotéka