Đột phá trong phân tích nguyên tố nhẹ với công nghệ EDXRF

Trong lĩnh vực vật liệu học và kiểm soát chất lượng, việc phân tích nguyên tố nhẹ – như C, N hay F– luôn là một thách thức đáng kể. Những nguyên tố này đóng vai trò thiết yếu trong nhiều loại vật liệu công nghiệp như thủy tinh, hợp kim, khoáng sản, và các hợp chất kỹ thuật.

Phân tích nguyên tố bằng huỳnh quang tia X tán xạ năng lượng (EDXRF) mang lại nhiều ưu điểm so với các kỹ thuật khác. Một trong những ưu điểm đáng chú ý nhất là tính chất không phá hủy của nó. EDXRF có thể cung cấp thông tin nguyên tố chính xác mà không phá hủy mẫu. Khía cạnh này đặc biệt hữu ích trong việc bảo quản các mẫu vật có giá trị hoặc không thể thay thế.

Tuy nhiên, các kỹ thuật phân tích EDXRF truyền thống thường gặp khó khăn khi đo các nguyên tố nhẹ do khả năng phát xạ tia X yếu và dễ bị hấp thụ bởi các lớp lọc, cửa sổ detector hoặc chính lớp phủ mẫu.

Để khắc phục giới hạn này, Thermo Fisher Scientific đã ra mắt thế hệ cảm biến SDD500G sử dụng lớp phủ graphene, tích hợp trong thiết bị ARL QUANT’X EDXRF – mang lại khả năng phân tích chính xác hơn các nguyên tố nhẹ, vốn từ lâu là “điểm mù” của nhiều hệ thống EDXRF khác.

Thách thức cố hữu khi phân tích nguyên tố nhẹ

Nguyên tố nhẹ là những nguyên tố có số nguyên tử thấp (Z<20), điển hình như Na, Mg, Al, Si đặc biệt là C (Z = 8). Các tia X đặc trưng phát ra từ các nguyên tố này có năng lượng thấp (thường dưới 1.5 keV), dễ bị hấp thụ bởi không khí, cửa sổ cảm biến hoặc các lớp vật liệu lọc – khiến cho tín hiệu ghi nhận được tại detector rất yếu.

Thêm vào đó, sự chồng lấn phổ (peak overlap) giữa các nguyên tố gần nhau như Mg/Al hay Si/P cũng khiến việc tách biệt và định lượng chính xác trở nên khó khăn. Đặc biệt, khi không sử dụng khí Helium hoặc môi trường chân không, nhiều thiết bị XRF sẽ gần như không thể đo được Na hoặc Mg với độ tin cậy cao.

ARL QUANT’X – Cấu hình tối ưu cho nguyên tố nhẹ

Thiết bị ARL QUANT’X EDXRF của Thermo Fisher được thiết kế đặc biệt để xử lý các thách thức trên thông qua ba điểm kỹ thuật then chốt:

1. Cảm biến SDD500G với lớp cửa sổ graphene

Công nghệ cảm biến mới sử dụng lớp phủ graphene – vật liệu siêu mỏng, siêu bền và có độ truyền tia X vượt trội so với lớp polymer truyền thống (Be hoặc ultralene). Nhờ đó, các tia X năng lượng thấp đi qua gần như không bị suy giảm, giúp nâng cao tỷ lệ tín hiệu/nhiễu (SNR) và độ nhạy cho các nguyên tố nhẹ.

2. Nguồn phát X-ray linh hoạt, kèm 9 bộ lọc thứ cấp

Thiết bị sử dụng ống phát 50kV kết hợp với 9 bộ lọc chọn lọc năng lượng, giúp tối ưu hóa tín hiệu cho từng nhóm nguyên tố – từ nhẹ đến nặng. Đây là lợi thế rõ rệt giúp thiết bị tránh nhiễu phổ, đồng thời cải thiện độ nhạy mà không cần tăng thời gian đo.

3. Khả năng phân tích mẫu đa dạng

ARL QUANT’X cho phép đo mẫu ở điều kiện chân không (giảm hấp thụ không khí) hoặc sử dụng khí He để tối ưu hóa tín hiệu nguyên tố nhẹ. Máy hỗ trợ nhiều dạng mẫu: rắn, bột, ép viên, lỏng (trong cốc) mà không cần chuẩn bị cầu kỳ. Người dùng có thể chuyển đổi giữa các phương pháp chỉ với vài thao tác.

Lợi thế so với các giải pháp khác

So với EDXRF thông thường:

• Đo được nguyên tố nhẹ nhanh hơn, chính xác hơn mà không cần khí He (tùy ứng dụng).

• Ít chồng phổ nhờ kết hợp bộ lọc + detector graphene.

• Không cần chuẩn bị mẫu cầu kỳ như trong ICP hoặc AAS.

So với WDXRF:

• Chi phí đầu tư và vận hành thấp hơn.

• Tốc độ phân tích nhanh hơn.

• Dễ vận hành, không yêu cầu trình độ cao.

Kết luận

Thiết bị ARL QUANT’X EDXRF với cảm biến graphene SDD500G mang lại một bước đột phá cho việc phân tích các nguyên tố nhẹ, vốn từ lâu là điểm yếu của các hệ thống XRF thông thường. Thiết bị không chỉ phục vụ tốt trong nghiên cứu mà còn cực kỳ hữu ích cho các ứng dụng sản xuất, kiểm soát chất lượng và địa chất công nghiệp.

Với khả năng đo đa nguyên tố, mẫu linh hoạt, giao diện thân thiện và độ chính xác cao – ARL QUANT’X xứng đáng là công cụ phân tích đáng tin cậy cho mọi phòng lab hiện đại.

Để biết thêm thông tin chi tiết về các thiết bị phân tích FTIR và HHXRF từ Thermo Fisher Scientific, vui lòng liên hệ chúng tôi.