الكيمياء التحليلية هي أحد مجالات الدراسة التي تركز على تحديد المواد الكيميائية وتقديرها وتوصيفها. يلعب دورًا مهمًا في مختلف التطبيقات العلمية والصناعية، بما في ذلك الأدوية والرصد البيئي والطب الشرعي وعلم المواد. أحد فروع الكيمياء التحليلية التي حظيت باهتمام كبير في السنوات الأخيرة هو استخدام التقنيات الكهربائية ثلاثية الأبعاد للتحليل الكيميائي.
الكيمياء التحليلية باستخدام التقنيات الكهربائية ثلاثية الأبعاد
- تتضمن التقنيات الكهربائية ثلاثية الأبعاد قياس وتحليل الخواص الكهربائية في ثلاثة أبعاد. توفر هذه التقنيات رؤى قيمة حول تكوين المواد الكيميائية وهيكلها وسلوكها. أنها تمكن الباحثين من التحقيق في الخواص الكهربائية للمواد مثل التوصيل والسماحية والمقاومة وربطها بتركيبها الكيميائي.
- تستخدم العديد من الأجهزة في التقنيات الكهربائية ثلاثية الأبعاد للتحليل الكيميائي. أحد هذه الأجهزة هو نظام التصوير المقطعي بالمعاوقة الكهربائية (EIT). يتضمن EIT قياس المعاوقة الكهربائية عند نقاط متعددة على سطح كائن أو عينة. من خلال إعادة بناء توزيع المعاوقة باستخدام الخوارزميات الحسابية، يمكن للباحثين تصور التركيب الداخلي والتغييرات داخل العينة.
- جهاز آخر يستخدم في التقنيات الكهربائية ثلاثية الأبعاد هو مجهر المسح الكهروكيميائي (SECM). يسمح SECM للباحثين بالحصول على معلومات كهروكيميائية محلولة مكانيًا عن طريق مسح مسبار مسرى ميكرو على سطح العينة. تتيح هذه التقنية رسم خرائط للنشاط الكهروكيميائي وتحديد الخصائص الكيميائية المختلفة، مثل الأس الهيدروجيني وإمكانات الأكسدة والتفاعل الموضعي.
- علاوة على ذلك يمكن أن تستخدم التقنيات الكهربائية ثلاثية الأبعاد أيضًا أجهزة مثل أنظمة التصوير المقطعي بالسعة الكهربائية (ECT). يقيس العلاج بالصدمات الكهربائية توزيع السعة لعينة عن طريق حقن تيار متردد وتحليل الإشارات الكهربائية الناتجة. يوفر معلومات قيمة حول التكوين وأنماط التدفق والواجهات داخل العينة.
أدى دمج التقنيات الكهربائية ثلاثية الأبعاد في الكيمياء التحليلية إلى إحداث ثورة في المجال من خلال توفير معلومات غير مدمرة، في الوقت الحقيقي، ومحللة مكانيًا حول الأنظمة الكيميائية. توفر هذه التقنيات إمكانات كبيرة للتقدم في مختلف المجالات، بما في ذلك البحوث الطبية الحيوية وعلوم المواد والرصد البيئي. من خلال استخدام خوارزميات حسابية متطورة وأدوات متقدمة ، يمكن للباحثين تعزيز قدرات التقنيات الكهربائية ثلاثية الأبعاد ، مما يتيح تحليلًا كيميائيًا أكثر دقة وشمولية.
