Egy amerikai kutatócsoport olyan eljárást fejlesztett ki, amely néhány infravörös fényimpulzussal, érintés nélkül, akár 20 centiméter távolságból megmondja, milyen műanyagból van egy hulladék darab. A módszer a fekete műanyagokkal is elbánik – azokkal, amelyek a mai válogatóművek egyik legnagyobb fejtörését okozzák. A kutatás a Nature Portfolio Communications Engineering című folyóiratában jelent meg, nyílt hozzáféréssel – írja a Dontwasteit.

Az új módszer neve átmeneti hővonalkód (Transient Thermal Barcode, röviden TTB), és a fizikája szerencsére közérthető.

Minden kémiai kötésnek megvan a maga jellemző rezgési frekvenciája. Amikor a kutatók egy hangolható infravörös lézerrel pontosan eltalálják egy adott kötés rezgési frekvenciáját, a műanyag azon a pontján felmelegszik – néhány ezredfok–tízedfok, de mérhető. Ha viszont a fény hullámhossza nem talál kötést, nem történik semmi érdemi.

A trükk az, hogy ezt a felmelegedést egy hőkamerával, távolról látni lehet. A lézer egy körülbelül 1 milliméteres pontra fókuszál, ott létrejön egy pillanatnyi „hotspot”, és a hőkamera ezt lefényképezi. Mivel a műanyagok rosszul vezetik a hőt, a melegpont nem folyik el azonnal – marad idő a felvételre.

A kísérleti összeállítás így néz ki: egy kvantumkaszkád lézer (5,2–12,8 mikrométer között hangolható), két arany tükör, egy cink-szelenid gyűjtőlencse, a másik oldalon pedig egy FLIR hőkamera – ez utóbbi előtt egy polarizátorral, amely kiszűri a műanyag felületéről visszaverődő zavaró fényt, és így csak a valódi, molekuláris eredetű hőjelet engedi át. A mérési távolság 20 centiméter volt.

Amikor a kutatók végigpásztázták a teljes hullámhossz-tartományt, az így kapott „hőspektrum” gyakorlatilag ugyanazokat a csúcsokat adta, mint a laboratóriumi standardnak tekintett ATR-FTIR mérés. Vagyis a hőkamerával, érintés nélkül, távolról ugyanaz a kémiai ujjlenyomat olvasható le, mint egy asztali spektrométerrel.

A kutatók megvizsgálták, hogy melyik az a minimális hullámhossz-készlet, amely még egyértelműen szétválasztja a hat fő műanyagtípust. A válasz: hat hullámhossz elég. Ha ezekkel megvilágítunk egy darabot, mindegyik műanyag a saját, jellegzetes melegedési mintázatával „válaszol” – olyan, mint egy vonalkód, csak nem fekete csíkokból, hanem különböző intenzitású melegpontokból áll.

A cikk további megállapításait, illetve a hazai viszonyokra alkalmazhatóságát itt olvashatják tovább.