Том 38, номер 03, статья № 11

Аннотация:

Статья посвящена исследованию возможности дистанционного обнаружения капельно-жидких поверхностных следов органофосфатов с помощью метода лазерной фрагментации/лазерно-индуцированной флуоресценции (ЛФ/ЛИФ). Показано, что процесс образования характеристических PO-фрагментов (молекул оксида фосфора) следов органофосфатов на бумажной поверхности имеет инерционный характер. Установлено, что задержка зондирующего лазерного импульса (247,78 нм) относительно фрагментирующего (266 нм) на 2 мкс приводит к образованию максимальной концентрации PO-фрагментов и увеличению интенсивности их флуоресценции примерно в 7 раз по сравнению с одноимпульсным способом возбуждения и примерно в 2,3 раза по сравнению с одновременным двухимпульсным воздействием. Экспериментальные данные демонстрируют, во-первых, возможность дистанционного обнаружения поверхностных следов органофосфатов в капельно-жидком состоянии методом двухимпульсной ЛФ/ЛИФ; во-вторых – необходимость организации оптимальных условий лазерного воздействия для повышения эффективности процесса ЛФ/ЛИФ. Полученные результаты способствуют дальнейшим исследованиям эффективности обнаружения следов органофосфатов на других типах поверхностей-носителей.

Ключевые слова:

органофосфаты, следы, лазерная фрагментация, оксид фосфора, PO-фрагменты, лазерно-индуцированная флуоресценция

Список литературы:

1. Лопатина Н.Б., Фролов Д.В. Основные направления развития средств радиационной, химической и биологической разведки зарубежных стран // Вестн. войск РХБ защиты. 2020. Т. 4, № 4. С. 470–483. DOI: 10.35825/2587-5728-2020-4-4-470-483.
2. Рыбальченко И.В. Идентификация токсичных химикатов // Рос. хим. журн. (Журн. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2002. Т. XLVI, № 4. С. 64–70.
3. Rodgers M.O., Asai K., Davis D.D. Photofragmentation-laser induced fluorescence: A new method for detecting atmospheric trace gases // Appl. Opt. 1980. V. 19, N 21. P. 3597–3605. DOI: 10.1364/AO.19.003597.
4. Simeonsson J.B., Sausa R.C. A critical review of laser photofragmentation/fragment detection techniques for gas phase chemical analysis // Appl. Spectrosc. Rev. 1996. V. 31, N 1. P. 1–72. DOI: 10.1080/05704929608000564.
5. Shu J., Bar I., Rosenwaks S. NO and PO photofragments as trace analyte indicators of nitrocompounds and organophosphonates // Appl. Phys. B. 2000. V. 71, N 5. P. 665–672. DOI: 10.1007/s003400000382.
6. Bobrovnikov S.M., Gorlov E.V., Zharkov V.I. Laser-induced fluorescence of PO-photofragments of dimethyl methylphosphonate // Appl. Opt. 2022. V. 61, N 21. P. 6322‒6329. DOI: 10.1364/AO.456005.
7. Bisson S.E., Headrick J.M., Reichardt T.A., Farrow R.L., Kulp T.J. A two-pulse, pump-probe method for short-range, remote standoff detection of chemical warfare agents // Proc. SPIE. 2011. V. 8018. P. 80180Q-1–7. DOI: 10.1117/12.887918.
8. Sausa R.C., Miziolek A.W., Long S.R. State distributions, quenching, and reaction of the phosphorus monoxide radical generated in excimer laser photofragmentation of dimethyl methylphosphonate // J. Phys. Chem. 1986. V. 90, N 17. P. 3994–3998. DOI: 10.1021/j100408a033.
9. Long S.R., Sausa R.C., Miziolek A.W. LIF studies of PO produced in excimer laser photolysis of dimethyl methyl phosphonate // Chem. Phys. Lett. 1985. V. 117, N 5. P. 505–510. DOI: 10.1016/0009-2614(85)80291-8.
10. Long S.R., Christesen S.D., Force A.P., Bernstein J.S. Rate constant for the reaction of PO radical with oxygen // J. Chem. Phys. 1986. V. 84, N 10. P. 5965–5966. DOI: 10.1063/1.450783.
11. Wong K.N., Anderson W.R., Kotlar A.J., DeWilde M.A., Decker L.J. Lifetimes and quenching of B²Σ⁺ PO by atmospheric gases // J. Chem. Phys. 1986. V. 84, N 1. Р. 81–90. DOI: 10.1063/1.450136.
12. Wong K.N., Anderson W.R., Kotlar A.J. Radiative processes following laser excitation of the A²Σ⁺ state of PO // J. Chem. Phys. 1986. V. 85, N 5. P. 2406–2413. DOI: 10.1063/1.451096.
13. Headrick J.M., Farrow R.L., Bisson S.E., Reichardt T.A., Kulp T.J. Detection of surface-bound organophosphate compounds with dual-pulse photofragmentation/laser-induced fluorescence // Lasers, Sources and Related Photonic Devices, OSA Technical Digest Series (CD) (Optica Publishing Group, 2010), paper LWD6. DOI: 10.1364/LACSEA.2010.LWD6.
14. Бобровников С.М., Горлов Е.В., Жарков В.И., Мурашко С.Н. Двухимпульсная лазерная фрагментация/лазерно-индуцированная флуоресценция аэрозоля органофосфата // Оптика атмосф. и океана. 2024. Т. 37, № 7. С. 609–614. DOI: 10.15372/AOO20240710; Bobrovnikov S.M., Gorlov E.V., Zharkov V.I., Murashko S.N. Two-pulse laser fragmentation/laser-induced fluorescence of organophosphate aerosol // Atmos. Ocean. Opt. 2024. V. 37, N 5. P. 732–737.
15. Бобровников С.М., Горлов Е.В., Жарков В.И. Эффективность лазерного возбуждения PO-фотофрагментов органофосфатов // Оптика атмосф. и океана. 2022. Т. 35, № 3. С. 175–185. DOI: 10.15372/AOO20220301; Bobrovnikov S.M., Gorlov E.V., Zharkov V.I. Efficiency of laser excitation of PO photofragments of organophosphates // Atmos. Ocean. Opt. 2022. V. 35, N 4. P. 329–340.