Bạn đã bao giờ tò mò về cách các nhà khoa học tìm ra những thứ được tạo thành mà không thực sự đập vỡ chúng thành từng mảnh chưa? Thật là tuyệt vời! Một cách họ xác định điều này là thông qua một kỹ thuật gọi là phân tích huỳnh quang tia X. Kỹ thuật này rất có giá trị vì nó cho phép các nhà khoa học xác định một số nguyên tố trong mẫu mà không làm hỏng vật liệu đó. Nhiệm vụ này đặc biệt quan trọng khi các học giả đang làm việc với các vật thể hiếm hoặc độc đáo.
Mọi thứ chúng ta có thể quan sát xung quanh đều được tạo thành từ một số nguyên tố. Các nguyên tố đó có thể là những nguyên tố phổ biến như oxy, sắt và vàng. Bạn có thể tìm thấy chúng ở nhiều nơi — ví dụ như đá, kim loại và thậm chí là cơ thể chúng ta. Phân tích huỳnh quang tia X hoạt động như thế nào trong thực tế? Phương pháp này sử dụng tia X, một loại bức xạ mà mắt người không nhìn thấy được. Tia X: Khi các nhà khoa học chiếu chùm tia X vào một vật liệu, họ sẽ kích thích (hoặc cung cấp năng lượng) cho các electron trong tất cả các nguyên tố này. Giống như một cú nhảy lò cò đối với các electron! Các nhà khoa học có thể đo lường điều này bằng cách sử dụng tia X phát ra khi các electron trở lại trạng thái bình thường của chúng. Mỗi nguyên tố đều tạo ra tia X đặc trưng theo một cách riêng, tương tự như dấu vân tay của chúng ta. Với cường độ ngày càng tăng, tia X chiếu vào lõi của một nguyên tố và từ đó tạo thành đường cơ sở để có thể biết được vị trí của bất kỳ vật liệu cụ thể nào chứa các nguyên tố đa dạng.
Phương pháp phân tích huỳnh quang tia X được thực hiện như một kỹ thuật hữu ích có thể áp dụng trong nhiều lĩnh vực. Trong ngành xây dựng, vì lý do đó, các nhà nghiên cứu sử dụng phương pháp này để kiểm tra độ bền và khả năng chống chịu của bê tông cũng như xi măng được sử dụng. Điều này giúp họ đảm bảo rằng các tòa nhà và công trình được an toàn. Trong ngành trang sức, họ sử dụng phân tích huỳnh quang tia X để kiểm tra chất lượng kim loại quý, ví dụ như vàng và bạc. Điều này đảm bảo chất lượng sản phẩm cho thợ kim hoàn bán. Phân tích này được sử dụng để kiểm tra mức độ của một số khoáng chất trong cơ thể chúng ta và quan trọng là phải được bác sĩ duy trì tốt. Điều này cũng hữu ích để phát hiện các hóa chất nguy hiểm trong không khí, cuối cùng hỗ trợ các nỗ lực bảo vệ môi trường.
Bất kỳ kỹ thuật khoa học nào bao gồm cả phân tích huỳnh quang tia X đều có ưu và nhược điểm. Một điều thú vị về phương pháp này là nó không phá hủy. Do đó, nó sẽ không gây ra thiệt hại cho các vật liệu mà các nhà khoa học đã thử nghiệm. Điều này đặc biệt cần thiết khi họ làm việc với các hiện vật lịch sử hoặc các vật thể có giá trị cao cần được bảo tồn. Lợi ích khác là nó thể hiện nhanh chóng và chính xác, do đó các nhà nghiên cứu có thể xác định rất nhanh các thành phần của vật liệu là gì. Mặt khác, một số nhược điểm của phân tích huỳnh quang tia X cũng tồn tại. Nói cách khác, bạn chỉ có thể phát hiện các nguyên tố có mặt về mặt định lượng. Vì vậy, những hiệu ứng này sẽ không thân thiện hơn nếu nguyên tố đó quá nhỏ; nó có thể không được phát hiện do kích thước của chúng. Hơn nữa, phân tích XRF là một kỹ thuật tốn kém, cần có các thiết bị chuyên dụng mà nhiều người không có quyền truy cập.
Việc sử dụng phân tích huỳnh quang tia X có thể cách mạng hóa việc thử nghiệm vật liệu trong tương lai. Các công cụ như vậy ngày càng rẻ hơn và nhỏ hơn theo từng năm khi công nghệ tiến bộ. Đây là tin tốt vì nó ngụ ý rằng hiện nay một cộng đồng lớn hơn các nhà khoa học và ngành công nghiệp có thể hưởng lợi từ kỹ thuật rất hữu ích này cho các nghiên cứu vật liệu của họ. Phân tích huỳnh quang tia X thậm chí còn linh hoạt hơn Hơn nữa, các nhà khoa học luôn tìm kiếm các ứng dụng mới cho phân tích huỳnh quang tia X. Ví dụ, nó đã được sử dụng để xác định các thành phần tạo nên các sắc tố sơn cổ đại để các nhà sử học nghệ thuật có thể nắm bắt được cách các giá trị được sử dụng trong nhiều thế kỷ trước.