?二氧化硅气凝胶中的粒子收集
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与外源样品中有机化合物的任何研究一样 ， 必须进行大量工作才能自信地解释检测到的化合物 。 尤其是样品的脉冲加热对材料的原始有机成分构成了巨大威胁 ， 有时会破坏、转变或完全掩盖原始样品成分 。 对于在几个研究实验室中用于分析外星材料的激光质谱仪 ， 确定这种威胁的程度非常重要 。 在这里 ， 我们展示了我们为更好地了解脉冲加热的影响而进行的研究的最新结果 。 特别是 ， 我们关注两种形式的加热：（1）二氧化硅气凝胶中的高速粒子撞击 ， 以评估星尘任务捕获彗星粒子的潜在污染；(2)在碳质基底上进行激光解吸 ， 以在一步激光质谱仪分析期间测量富勒烯改性或合成 。
开发用于超高速粒子捕获的低密度二氧化硅气凝胶是一项伟大的成就 ， 这种材料能够相对柔和地捕获高速、微米级的颗粒 。 低密度二氧化硅气凝胶可以在不完全破坏原始材料的情况下捕获这些颗粒 。 对固体目标的类似撞击几乎会使粒子蒸发 ， 从而消除原始的空间和化学信息 。 捕获后 ， 粒子动能被转移到气凝胶 ， 产生热量并使其在直接撞击附近熔化 。 前导颗粒表面在捕获过程中也会发热 ， 并可能导致颗粒材料脱落 。 这种烧蚀过程会在气凝胶中沿空心撞击轨迹留下颗粒碎片 。 人们对分析这种脱落物质非常感兴趣 ， 特别是对于星尘在气凝胶中捕获的彗星粒子 。
【?二氧化硅气凝胶中的粒子收集】了解其组成对于全面了解原始粒子组成至关重要 。 冲击过程中产生的热梯度使这种脱落材料的分析变得复杂 。 颗粒碎片可能比末端颗粒本身经历更高的温度 ， 沿着撞击轨迹的气凝胶达到高于二氧化硅熔点 。 在此温度范围内 ， 可以从气凝胶中的碳杂质中改变或生成有机化合物 。 以这种方式生成的化合物将与粒子轨迹直接相关 。 如果它们发生 ， 这些撞击产生的化合物很容易被错误地分配给捕获的粒子 ， 从而在星尘粒子的情况下被归为彗星起源 。 已知用于气凝胶按质量计含有高达2%的碳杂质 ， 这些杂质以捕获的有机挥发物和与硅键合的短脂肪族基团的形式存在 。
即使在这些低水平下 ， 碳杂质也对气凝胶收集颗粒的敏感分析提出了独特的挑战 。 我们作为有机物初步检查小组的成员参加了星尘任务 。 因此 ， 我们进行了几项测试以确定冲击加热对气凝胶中碳的影响 。 进行了两项研究：(1)硼硅酸盐玻璃珠以6公里/秒的速度撞击星尘型气凝胶 ， (2)星尘气凝胶的红外激光脉冲加热 。 星尘气凝胶材料 ， 包括飞行备件和见证气凝胶 ， 用于模拟星尘上彗星粒子的实际捕获环境 。
为了评估在超高速粒子捕获过程中气凝胶碳杂质形成或释放有机化合物的可能性 ， 玻璃珠被用作星尘飞行备用气凝胶的撞击器 。 众所周知 ， 星尘气凝胶含有脂肪族和芳香族化合物污染物 。 未喷射玻璃珠的微探针两步激光质谱分析显示没有背景多环芳烃 ， 表明这些可以作为“空白”撞击物 。 两级轻气枪用于加速这些珠子 ， 在气凝胶基底上达到6km/s的速度 。 使用微探针两步激光质谱对梯形切割珠冲击轨迹上的多环芳烃进行表面分析 。
不幸的是 ， 无法实现更结构相关的空白冲击器 。 粒子测试射击期间产生的加速冲击实际上会破坏行星际尘埃粒子样粒子 ， 使其对气凝胶的影响难以在实验室中模拟 。 此处使用玻璃珠作为近似类似物 。 在分析该撞击轨迹时 ， 几个显着特征很明显 ， 包括在初始珠子撞击位置的多环芳烃s的低强度分布和在27和70amu沿暴露的两个高强度峰的存在气凝胶边缘 。 珠子冲击的空间分辨微探针两步激光质谱分析揭示了在轨道的初始入口部分多环芳烃的低强度分布 。 在基石的撞击轨迹之外几乎没有检测到多环芳烃 ， 表明它们与撞击事件本身有关 。
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