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蛍光燃料マーカー分光光度計とは?

執筆者 | 4月 11, 2024 | blogs | コメント0件

前書き。

この記事では、蛍光燃料マーカー分光光度計とは何かを説明します。

年間1,000億米ドル近い不正燃料取引(密輸、不純物混入)は、政府、消費者、石油会社にとって大きな脅威となっている。

  • 政府は、低品質商品の存在によって税制上の損失と消費者の不満を被る。
  • 消費者はさらに、汚染された燃料の影響を受け、車のエンジンが損傷し、高額な修理費がかかる。
  • 石油会社は また、クレーム処理にかかる費用や評判へのダメージにも直面している。

検査手順では、燃料マーカーを使って合法燃料と違法燃料を識別・区別してきたが、時間が経つにつれて、燃料マーカーはコストがかかり、必ずしも効果的ではないことがわかってきた。

燃料ポンプ

図1 Photo by Kara Eads on Unsplash

従来の燃料マーキング技術。

国家機関が合法的な燃料を購入する際には、違法に入手した燃料と区別するために、物質を使って目印をつける。 これは燃料マーキングと呼ばれるもので、さまざまな種類がある。

  • 染料マーカーは 、燃料に添加される色染料で、検査官やガス係員が不正な燃料を視覚的に識別できるようにするものである。
  • 添加剤マーカーは、洗剤、腐食防止剤、酸化防止剤に偽装されており、これらはすべて典型的な燃料添加剤である。
  • 化学トレーサーは、燃料に添加される化学化合物であり、専門的なラボグレードの機器によってのみ検出可能である。

図2 写真提供:News Desk on Profit

従来の燃料マーキングの欠陥。

伝統的なマーカーを使用しているにもかかわらず、犯罪手口の進歩、高コスト、技術的限界により、その有効性は時間の経過とともに低下している。

  • 高度な犯罪技術: 犯罪組織は、従来のマーカーを回避するために独自の研究や技術を採用している。
  • 目視検査の限界: マーキングされた燃料の目視による色の識別は、照明条件や人間の色覚の主観のため、実施することが困難な場合がある。
  • 高いばらつき: 燃料の種類や加工のばらつきは、従来の燃料マーキングの実施を複雑にしている。
  • コストの考慮: 従来の燃料マーキングには、実験室レベルの機器や複雑な現場トレーニングなどの費用がかかるため、利用者がこれらのマーカーの使用を躊躇する可能性がある。
  • コンプライアンスの複雑化: 手続きの複雑さは、新たな規制、実施、コンプライアンス上の課題をもたらし、コストと管理負担を増大させる。
  • 測定の信頼性: 従来の燃料マーキング手法のほとんどは、さまざまな変動要因や人為的ミスの影響を受けやすく、その結果、測定値に一貫性がなく、信頼性が低いことが判明している。

図3 写真:Louis Reed pwcKF7L4 on Unsplash

蛍光燃料マーキング技術の紹介。

私たちは、燃料マーキングの最新技術を蛍光燃料マーカーと呼んでいます。 これは、半導体ナノ結晶と呼ばれるナノテクノロジーと、分光技術および光学技術を使用している。 従来の方法に比べて大きな利点がある。

蛍光燃料マーキング技術を掘り下げる:

このナノクリスタルは、ナノサイズ(1~10nm)の粒子で、燃料に慎重な濃度で添加される。 ナノ結晶材料は半導体回路に使われるものと似ているが、スケールははるかに小さい。

これらのナノ結晶が使用されるのは、そのユニークな量子分子特性が理由である。 そのひとつが、特定の波長の光を浴びると蛍光を発する能力で、これは燃料マーキングにとって極めて重要な特性である。

燃料ポンプ

図4 Photo by D. Koi on Unsplash

どのように機能するのか。

燃料は分光光度計の中の透明なキュベットに入れられる。 特定の波長の光がキュベットを通して示される。 ナノ結晶が存在すれば、蛍光を発する。 スペクトルと光学機器で蛍光を測定し、燃料にナノ結晶が含まれているかどうかを判断する。

従来の燃料マーカーにはない利点。

  • ナノテクノロジーが詐欺行為を抑止する。 ナノスケールのため、ナノ結晶の組成や特性を分析し、リバースエンジニアリングすることは非常に難しく、ナノテクノロジーや半導体物理学の専門知識が必要となる。
  • 多用途でカスタマイズ可能。 この技術は、さまざまな波長を発するさまざまなタイプのナノ結晶に容易に適応する。 また、1つの燃料サンプルから異なるタイプのナノ結晶を検出することもできる。
  • 測定の一貫性。 蛍光ナノテクノロジーと分光光度法は、卓越した測定の一貫性と信頼性を実証している。
  • 長期的な有用性。 時間が経つと燃料に溶けてしまうマーカーとは異なり、半導体ナノ結晶はその構造的完全性を維持するため、効果が長持ちする。
  • 微量で高感度。 高感度の装置により、燃料中のナノ結晶が微量であっても、シグネチャー蛍光を検出することができる。
  • より低いコスト。 全体として、この技術は従来の燃料マーキングの10分の1のコストに過ぎない。
  • 技術的には洗練されているが、使い方は簡単だ。 この方法論は科学技術に根ざしたものだが、現場で簡単に展開できる。 作業手順を簡素化し、データの誤りや誤った解釈の可能性を減らすことができる。

不正給油撲滅への強力な抑止力

蛍光燃料マーカーは、燃料の不正行為に対する究極の抑止力となり、従来の燃料マーカーから大きく改善された。

ステルス・ナノ粒子技術を活用することで、政府機関や民間燃料会社の信頼性を高め、燃料取引や監視業務の合法性、安全性、経済性を確保する。 さらに、この先駆的な技術は、燃料市場活動のあらゆるレベルに透明性と説明責任をもたらすのに役立つだろう。

LEDの光色と光合成のアライメント

図6 Wassim Chouak on Unsplash

UPRtekの分光光度計テクノロジー

UPRtekは、分光技術、光学技術、半導体技術を駆使して、企業や団体が光と色を発見・探求し、より良い、より環境に優しい、より安全な製品を普及させる手助けをする。

これらの技術のうち、蛍光燃料マーカー分光光度計は、政府機関によって各国の検査所に配備されている。

詳細はash_hsu@uprtek.com

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