新工具，新机遇
SciAps 开发了一台手持式 LIBS，主要是为了帮助金属分析行业在崎岖或偏远的作业现场更有利可图地验证碳和碳当量。但没过多久，世界各地的研究人员就开始探索一系列不同的应用——其中许多在SciAps网站上都有提及——为植根于元素分析的新商机打开了大门。
作为SciAps学术借用计划的合作伙伴，Richard Hark博士是一位经过培训的合成有机化学家，现在是一名保护科学家，他热情地将仪器添加到他的研究工具中。以下是Hark博士在过去几年中应用手持式LIBS的一些新颖方法。
创建冲突地区矿山样本库
为了巩固 Hark 博士及其合作者在使用 LIBS 采购地理上不同的铌钽铁矿样品方面取得的初步成功，他认识到有必要从经过验证的位置创建一个相当全面的矿物库。为了获得必要的样品，他与一家大型消费电子公司以及在冲突地区工作的经验的合作者合作。“为了获得更明确的答案，你真正需要的是，人们可以证明这些矿物来自不同的矿山。此外，这是一个不断变化的景观。民兵可能会在一个月内控制这十个地雷，然后在六个月后控制更多的地雷，“哈克说。
当华盛顿特区巡回法院裁定《多德-弗兰克法案》供应链要求违反了禁止强迫言论的规定时，哈克对这个美国项目的参与就结束 了。然而，他仍然认为，使用手持式LIBS来识别单个矿山特有的样本是有助于解决这一复杂的地缘政治经济问题的一种有希望的方法。
战区废弹药箱的归属
尽管有许多公司生产无标记弹药，但哈克与一个小组合作，确定在冲突地区收集的弹壳的制造商。这些是地面上的靴子，他们会在交火后挖出用过的弹壳，不仅要证明战斗人员是谁，还要证明他们从哪里获得起诉冲突所需的工具包。“所以，我们看着黄铜给他们答案，”哈克说。
这是一个与LIBS合作的小型试点项目，但这个独特的应用程序有可能提供有关冲突地区的有用答案。
木柴分析有助于结案
使用LIBS分析木材是一个新的且相对未开发的领域。哈克博士熟悉的一份报告涉及对在犯罪现场获得的木材进行法医分析，那里有一具尸体被烧毁。Hark博士在一本关于法医应用的书章中总结了这一分析：
“LIBS对木材的分析在2004年德克萨斯州科林县的一起谋杀案调查中占有突出地位，其中一名嫌疑人试图通过在木柴制成的柴堆上焚烧尸体来处理尸体。从犯罪现场找到了十根原木，以及嫌疑人在谋杀时带到聚会上的四根原木;所有 14 根原木都被部分烧毁。...橡树岭国家实验室的一名研究人员正在使用LIBS研究木材，被要求分析其中的11个样本。获得了所有 14 根原木的烧毁和未烧毁区域的发射光谱......所有样品的LIBS光谱显示对应于C，N，Ca，Al，Fe，Ti，Si，Mg，Mn和Na的线，并且通过目视检查相同。值得注意的是，未燃烧的木材和烧焦的原木之间没有明显的区别。全光谱用于进行相关性分析，研究人员报告说，他们对原木光谱相同的置信度为99.999%。他们得出的结论是，“要达到如此高的统计意义水平，原木很可能来自同一棵树，或者至少来自生长在非常受限的地方的同一棵树。
证据从未进入审判。“这可能不会在法庭上站得住脚，但它显然有助于证明导致该人认罪的证据，”哈克说。
几乎无限的法医学应用
借助设计用于分析极小零件的 SciAps 仪器，LIBS 可以分析法医案件中的许多材料，例如玻璃（来自建筑窗户、饮料容器、汽车窗户、前灯或镜子的碎片）、油漆（碎片或污迹）、墨水和纸张（伪造的商业交易、伪造货币或艺术品伪造品）、纺织纤维（所用染料的类型、颜色和种类）、生物材料（植物、 动物、骨骼、牙齿、头发、指甲）以及核材料和放射性材料（爆炸前和爆炸后形式）。将手持式LIBS用于法医目的具有提供快速材料识别和证据分类的巨大潜力，并且能够在现场进行的额外好处。所有这些应用都在Hark博士关于LIBS的取证应用的章节中进行了讨论。
扩大公共和私人收藏的保护
哈克博士目前正在耶鲁大学从事的一个装饰艺术项目是试图识别桃花心木和桃花心木的外观。“这种木材在植物学意义上不是真正的桃花心木，但如果它在一件家具中，它可以看起来像桃花心木，”哈克说。此 LIBS 应用程序对保护人员和策展人很重要。通过分析，他们希望更好地了解他们的收藏和用于生产家具的原材料。将桃花心木与其他看起来相似的木材区分开来的能力，而不会损坏价值连城的 18 世纪作品，这对耶鲁大学美术馆非常有用。LIBS提供了一种微创分析技术。“它可以作为一种筛选工具或推定方法应用——不一定是完全确认的，但通常足够好。我们希望回答装饰艺术领域感兴趣的问题，“哈克说。
LIBS的另一个装饰艺术应用是识别一件中国珠宝是镀金或电镀还是纯银合金。大多数贵金属分析都是用XRF进行的，但Hark博士不能使用XRF，因为它是一种批量分析工具，无法提供有关物体表面的必要信息。“LIBS的地层能力是我们XRF无法获得的，”Hark说，所以他改用了LIBS。他选择了一个无害的区域，并使用了几个脉冲来确定珠宝有一层银。
定义历史记录
哈克博士还从世界各地的海滩收集了贝壳，以分析它们的化学特征。
“LIBS等离子体形成和发光过程不仅仅是化学。它还与物理性质有关，例如材料的硬度。所有这些都被折叠到整个频谱中，“哈克说。这些信息可用于得出有关考古挖掘中发现的贝壳的有趣结论。
但与大多数像这样的项目一样，这是一个拥有足够样本的问题，以拥有一个强大的库来充分表示地理位置之间存在的差异。为此，Hark 博士与地质学家和长期 LIBS 合作者 Russell Harmon 博士合作，开发了广泛的样本集合，包括来自美国西部的黑曜石、来自各大洲的火山岩和来自世界各地的石榴石。“作为一名通常在实验室工作的化学家，我很享受偶尔出去做一些实地工作的机会，”哈克说。
哈克博士还分析了詹姆斯敦1619年教堂的陶器群，以确定陶器和定居者之间的可能联系。“詹姆斯敦的考古学家现在有一个LIBS单位。我的计划是与他们一起设计一些研究项目，“哈克说。可以确定人们扔进井里的东西，并将其与詹姆斯敦特定时间线保存完好的记录进行比较。“从某种意义上说，拨回时钟，看着一个雪堆，考虑谁可以制作陶器，或者谁从盘子里吃东西，用杯子喝，这真的很有意思。
时间会证明考古学家是否发现陶器与波卡洪塔斯、约翰·罗尔夫或约翰·史密斯船长之间存在联系。
你能想到的任何行业，都有一个手持式LIBS的应用程序等待着被寻求扩张的企业发现。“当我在2003年第一次参与LIBS时，我从未想过它会把我带到这么多方向，并与杰出的合作者一起带来多个迷人的项目，”Hark博士反映道。