Fjärrdetektion med Resonant Raman Teknik
- Diarienummer
- SM09-0079
- Start- och slutdatum
- 100101-111231
- Beviljat belopp
- 510 900 kr
- Förvaltande organisation
- KTH - Royal Institute of Technology
- Forskningsområde
- Övrigt
Summary
Tillsammans med Portendo AB vill vi utveckla och marknadsföra ett komplett system för snabb detektion av luftburna molekyler. Projektet baserar sig på en innovation som bygger på en ny tillämpning av Resonant Raman spektroskopi, där aerosoler och gasformiga ämnen i ultrasmå koncentrationer snabbt kan spåras. Tillämpningar finns inom bland annat sprängämnesdetektion (militär, tull), narkotikabekämpning, medicin (diagnostisk screening av utandningsluft) och industriella processer (processoptimering, utsläppskontroll). Var och en av dessa applikationer representerar mycket stora marknader. Vår innovation gäller en unik, generell och precis metod at modellera resonanta Raman spektra och som ger möjighet att specifisera de tekniska kraven på apparatur för mätning av Raman signaler och att kunna utnyttja dessa för att identifiera de mätta substanserna. En nyhetsgranskning av metodiken gjord av Synergon inom ramen för Fokus Verifiering utföll positivt avseende patenterbarhet:(US Prov. Patent S-8810). Innevarande projekt går ut på integrera mjukvaran med teknisk apparatur, som därefter ska marknadsföras.Vi avser att att miniatyrisera och förbilliga tekniken så att den blir portabel och fungera för fältbruk utan att bli orimligt dyr. Detta är huvudsakligen ingenjörsarbete, då vårt koncept i hög utsträckning bygger på standardkomponenter. Projektets tekniska och kommersiella potential har förtydligats.
Populärvetenskaplig beskrivning
Genom innovationen, som bygger på en ny tillämpning av Resonant Ramanspekroskopi, kan aerosoler och gasformiga ämnen i låga koncentrationer upptäckas sekundsnabbt. Tillämpningar finns inom bland annat sprängämnesdetektion (militär, tull), narkotikabekämpning, medicin (diagnostisk screening av utandningsluft) och industriella processer (processoptimering, utsläppskontroll). Var och en av dessa applikationer representerar mycket stora kundvärden och marknader.Ramanspekroskopi är en kraftfull och välanvänd teknik för att undersöka molekylära strukturer och egenskaper. Metoden bygger på att kollektiva molekylära frihetsgrader exciteras med hjälp av laserljus, vilket gör att man får ett fingeravtryck av målmolekylen i det spridda laserljuset, vars spektrum alltså detekteras. Denna metod fungerar väl för ytor och vätskor, där koncentrationen av målmolekyler är hög nog för att ge en tillräckligt stark signal. För gasformiga ämnen och aerosoler är dock koncentrationen för låg, varför man får tillgripa Resonant Ramanspekroskopi där signalen förstärks genom samverkan med eletronövergångar i målmolekylen. Denna metod är också väl känd, men har inte varit praktiskt genomförbar i stor skala hittills, eftersom den kräver kännedom om en rad målspecifika parametrar för varje molekyl som skall detekteras. Inom vår forskning har en unik beräkningsmetod utvecklats, med vilken alla dessa parametrar enkelt kan fastställas. Genom att göra beräkningar för olika målmolekyler kan resonanta laservåglängden, förväntat spektrum, absoluta tvärsnitt med mera fastställas och lagras i mjukvarubibliotek. Dessa parametrar kan sedan användas för att styra en Ramanuppställning med varierbar laser för att semiautomatiskt detektera de förutbestämda målmolekylerna. Några exempel p[ till'mpning: a) Militära enheter som närmar sig oidentifierade föremål som kan innehålla sprängmedel kan mäta avdunstning av eventuella sprängämnesmolekyler på säkert avstånd. b) I tullsammanhang kan man snabbt och diskret detektera molekyler från sprängämnen, narkotika etc båda över bagage och resande. c) En akutmottagning eller ambulansenhet kan snabbt mäta förekomsten av de vanligaste gifterna hos inkommande patienter genom ett helt enkelt mäta genom utandningsluften och styra prioriteringar och insatser därefter. d) En läkare kan direkt mäta förekomsten av vanliga sjukdomstillstånd genom att analysera utandningsluften hos patienten och automatiskt söka efter sjukdomskorrelerade molekyler.