新型雷射技術可探測極微量危險化學物質

近日，一項新型雷射技術問世，可檢測到極小劑量的危險化學物質的微量元素，這是與英國索爾茲伯裡發生的恐怖事件相關。

背景

最近，在倫敦郊外發生的針對一名前俄羅斯雙重特工間諜的暗殺事件表明，化學武器已入侵到主要城市的街道。該雷射技術的問世恰逢其時，其可以遠在化學成分出現在血液檢測之前，在空氣中檢測出微量的化學武器。這種在極低劑量下尋找化學分子的方法成功由佛羅裡達大學研究員康斯坦丁·沃多普揚諾夫等人研發，可檢測出的劑量與雙重間諜暗殺事件中所使用神經毒劑諾維奇的低劑量類似。

工作原理

該方法使用兩種以非常相似的重複頻率工作的中紅外雷射器（亦稱雙梳狀光譜），對空氣進行全盤掃描。化學分子在光頻率下振動，像指紋一樣明顯。當紅外雷射遇到特定的分子時，這些振動會影響那些與分子振動共振的雷射器頻率，從而精確地辨別出正在產生破壞的分子（例如某化學分子）。沃多比亞諾夫的這一發現屬於雙梳狀光譜學序列（“雙”在這裡指兩種雷射器），以及研究物質與輻射如何相互作用的光譜學。他們的論文發表在《自然光子學》雜誌上。

新型檢測技術重要性

（1）檢測低劑量化學試劑領域的重大突破。多年來，美國軍方和其他國家安全機構一直在尋求部署可用於化學武器探測的雷射器。但沃多比亞諾夫的突破性發現，可以實現以更快速度，更簡單的方式檢測更少量化學試劑。該技術可以檢測出十億分之一含量的化學物質。目前，該雷射器尺寸大約是1平方米，但沃多比亞諾夫稱，它還可以更小。據沃多比亞諾夫介紹稱，這種技術也可以用來檢測諾維奇神經毒劑，但需要知道其光譜特徵。

（2）限制危險物品傳播以及避免調查死角等。

（3）有望實現危險化學物質“溯源”。沃多比亞諾夫稱，如果擁有將某一特定化學物質與某一特定來源聯繫起來的光譜數據，科學家或可能的緊急救援人員將有可能利用他的技術來探測某一種化學物質的來源，但這種方法尚未得到試驗。

應用範圍

據悉，該平台可應用於各種領域，如醫學呼吸分析、化學反應動力學研究、大氣科學以及在星際飛行任務中尋找生命痕跡。

來源：美國《防務新聞》/圖片來自互聯網

軍事科學院軍事科學資訊研究中心 於雪

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