Avanzate tecniche di spettroscopia di massa per l'analisi di tracce
La scarica a bagliore è un tipo di plasma, ovvero un gas elettronicamente neutro e altamente ionizzato composto da ioni, elettroni e particelle neutre. In genere, lo si ottiene applicando una differenza di potenziale tra due elettrodi inseriti in una cellula riempita di gas, all'interno di un ambiente sottoposto ad una specifica pressione. In questo modo, gli elettroni emessi dal catodo subiscono un'accelerazione in virtù della differenza di potenziale ed entrano in collisione con gli atomi e le molecole di gas, generando così particelle eccitate, le quali raggiungono livelli energetici inferiori emettendo luce - di qui il termine "scarica a bagliore". I vari processi di collisione che avvengono all'interno del plasma danno origine a diverse tipologie di particelle, compresi elettroni, atomi, molecole, radicali e ioni. Essendo in costante interazione le une con le altre, queste particelle costituiscono una miscela gassosa estremamente complessa, ovvero il plasma "glow discharge". Sulla base di queste considerazioni, un centro di ricerca belga ha studiato ampiamente la teoria del plasma "scarica a bagliore", effettuando accurate stime numeriche della temperatura del plasma a radiofrequenza. Questo studio ha prodotto le necessarie conoscenze di base per la valutazione delle varie opportunità di sviluppo di diverse sorgenti di ioni per la scarica a bagliore. I partecipanti al progetto hanno sviluppato delle varianti di plasma "scarica a bagliore", destinate ad applicazioni differenti, compresa una scarica a corrente continua per l'analisi di massa di campioni non conduttori. Una sorgente di ioni a radiofrequenza complementare per la scarica a bagliore potrebbe essere utilizzata per condurre un'analisi spettrometrica di massa con ampio margine di miglioramento del segnale ricevuto. Inoltre, una sorgente planare magnetron a radiofrequenza potrebbe consentire di ottimizzare le prestazioni analitiche dell'analisi di tracce nei materiali vetrosi e ceramici. Al di là dell'analisi spettrochimica delle tracce di materiali nell'ambito della chimica analitica, le applicazioni più importanti della glow discharge riguardano la microelettronica e le scienze relative alla tecnologia dei materiali. Tali tecniche, infine, possono essere impiegate nell'industria dell'illuminazione (insegne al neon), oppure per la fabbricazione di laser a gas e di monitor piatti al plasma (schermi televisivi per superfici di grandi dimensioni). Fattore ancor più importante, esse possono essere sfruttate per applicazioni ambientali, soprattutto in aree remote, come nel caso della creazione di efficaci diodi a emissione infrarossa (IR-LED), utilizzati per il controllo a distanza (nel raggio di 2x1km) di concentrazioni autoesplosive di gas organici volatili, mediante linea a fibre ottiche.