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UV femtosecond laser photochemistry of TNT: A near field scanning optical microscopy study
Gomez De Arco, Lewis M.
Gomez De Arco, Lewis M.
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Abstract
Laser-based sensor development has become a field of interest due to environmental and security reasons. In this work, an ultrafast femtosecond pulsed laser was coupled to an AFM/NSOM system to study the photochemistry of particles and solutions of TNT under environmental conditions. Vibrational spectroscopy analysis performed on the dry deposits of irradiated TNT solutions reveals that photolysis products of TNT solutions depend on the solvent nature. Nanosized TNT particles were deposited on a transmissive substrate and characterized by atomic force and electron microscopy. The chemical composition of the particles was confirmed by surface reflection FTIR and energy dispersive X-ray spectroscopy analysis. TNT single particles showed fluorescence signal upon illumination with 266 nm pulses within the near field. The fluorescence signal is attributed to photo-dissociated NO due to TNT fragmentation, and the fluorescence yield resulted to be characteristic of a multi-photon absorption process. These results represent a significant advance in the chemical trace detection of warfare agents in open environments.
El desarrollo de sensores basados en tecnologÃa láser se ha convertido en un campo de gran interés debido a razones medioambientales y de seguridad. En este trabajo se acoplo un sistema láser de pulsos ultrarrápidos de femtosegundos a un sistema AFM/NSOM para estudiar la fotoquÃmica de soluciones y partÃculas de 2,4,6-Trinitrotolueno (TNT). El análisis de espectroscopia vibracional sobre depósitos de soluciones de TNT, que habÃan sido irradiadas previamente con fotones de 266 nm, revelan que los productos de la fotolisis dependen de la naturaleza del solvente. Las partÃculas de TNT fueron depositadas sobre substratos transparentes y caracterizadas microscópica y espectroscópicamente. Cristales sencillos de este compuesto exhibieron fluorescencia al ser irradiados con pulsos de 266 nm en el campo cercano. La señal de fluorescencia se atribuye a NO foto-disociado debido a la fragmentación de TNT, y su rendimiento resulto ser caracterÃstico de un proceso de absorción multifotónico. Los resultados obtenidos constituyen un avance significativo en la detección quÃmica de trazas de TNT en condiciones abiertas.
El desarrollo de sensores basados en tecnologÃa láser se ha convertido en un campo de gran interés debido a razones medioambientales y de seguridad. En este trabajo se acoplo un sistema láser de pulsos ultrarrápidos de femtosegundos a un sistema AFM/NSOM para estudiar la fotoquÃmica de soluciones y partÃculas de 2,4,6-Trinitrotolueno (TNT). El análisis de espectroscopia vibracional sobre depósitos de soluciones de TNT, que habÃan sido irradiadas previamente con fotones de 266 nm, revelan que los productos de la fotolisis dependen de la naturaleza del solvente. Las partÃculas de TNT fueron depositadas sobre substratos transparentes y caracterizadas microscópica y espectroscópicamente. Cristales sencillos de este compuesto exhibieron fluorescencia al ser irradiados con pulsos de 266 nm en el campo cercano. La señal de fluorescencia se atribuye a NO foto-disociado debido a la fragmentación de TNT, y su rendimiento resulto ser caracterÃstico de un proceso de absorción multifotónico. Los resultados obtenidos constituyen un avance significativo en la detección quÃmica de trazas de TNT en condiciones abiertas.
Description
Date
2004