Исследователи из Тайваня объединили в единую систему экран компьютера и цифровую камеру и получили устройство, стоимостью менее 700 долларов, которое может обеспечивать полную спектральную информацию о том, как протекает химическая реакция в пространстве и времени.

Руководитель исследования Павел Урбан (Pawel Urban) отмечает, что

химические процессы протекают как во времени, так и в пространстве, однако лишь небольшое количество аналитических методов позволяет одновременно давать пространственную и временную информацию о химическом процессе.

Более того, большая часть реакционных смесей, с которыми приходится иметь дело в реальности, не являются гомогенными, в то время, как традиционные спектральные методы, применяемые для слежения за химическими процессами, подразумевают гомогенность системы.

Урбан уверен, что весьма важно изучать неоднородные элементы реакционной смеси, которые могут влиять не протекание химической реакции.

Урбан подчеркивает, что

исследователям было любопытно – можно ли использовать обычное оборудование и простые средства программирования для разработки недорогих, но при этом мощных аналитических методологий для динамического изучения негомогенных образцов.

Исследователи использовали LCD/LED монитор в качестве дешевого источника монохроматического света, на этом источнике света была расположена чашка Петри, содержащая реакционную смесь. Для наблюдения за протеканием реакции использовали цифровую камеру.

Для демонстрации эффективности новой системы Урбан выбрал один из наиболее привлекательных нелинейных химических реакций – реакцию Белоусова-Жаботинского.

Рис. 1. Пространственно-временные характеристики
реакции Белоусова-Жаботинского, полученные с помощью
новой системы при использовании синего света. (Рисунок из
RSC Adv., 2014, 4, 31094 (DOI: 10.1039/c4ra04207g)).

Экран компьютера испускал вспышки света с тремя различными длинами волн. Проходящий через реакционную систему свет фиксировался с помощью цифровой камеры, и аналиты различали по их спектральным характеристикам – поглощение при различных длинах волн фиксировалось за счет расщепления видео на отдельные фреймы.

Пока систему испытывали на соединениях, которые поглощают при длинах волн 400–700 нм, Однако планируется расширить диапазон спектрального окошка для наблюдения.

Специалист по аналитической химии Конор Хоган (Conor Hogan) заявляет, что

работа его коллег из Тайваня представляет собой хороший пример проведения научных измерений с помощью оборудования, не предназначенного для научных изысканий, демонстрирующий плодотворное развитие такой парадигмы.