Des chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont développé une application qui rationalise la caractérisation des matériaux complexes. Appelé PyXRF, il fournit une interface intuitive pour capturer et traiter les données des appareils portables à fluorescence X (XRF), un type relativement nouveau et abordable de spectromètre à rayons X qui peut révéler la composition chimique des matériaux. L'application est disponible en tant que logiciel open source.
"Il s'agit d'une application mobile conçue pour les non-experts qui ont besoin d'un moyen rapide et simple d'évaluer si leurs matériaux ont les propriétés qu'ils attendent", a déclaré Michael McGuire, scientifique en matériaux au NIST.
XRF est un type de spectroscopie qui utilise les rayons X pour exciter les électrons d'un atome et mesurer l'énergie libérée lorsque ces électrons reviennent à des états d'énergie inférieure. L'empreinte énergétique caractéristique de chaque électron excité révèle des informations sur le type et la quantité d'atomes contenus dans un matériau.
Mais extraire des informations significatives de ces mesures nécessite une certaine compréhension de l’équipement de mesure et des complexités de la physique des rayons X et du traitement du signal.
"Les spectromètres XRF sont de plus en plus petits, moins chers et plus faciles à utiliser", a déclaré McGuire. "Cependant, les progiciels qui accompagnent ces instruments sont généralement basiques et la plupart supposent que l'utilisateur a le temps ou l'expertise nécessaire pour configurer et post-traiter manuellement les mesures. PyXRF rationalise ces tâches dans une application conviviale."
L'application permet également aux utilisateurs de comparer facilement les mesures prises sur le terrain avec les mesures connues des bibliothèques de matériaux, notamment celle créée par l'équipe du NIST pour différents types de plastiques.
PYXRF est déjà utilisé par les membres du laboratoire de mesure des matériaux (MML) du NIST pour analyser des échantillons sur place dans des installations de fabrication et d'autres installations industrielles, ainsi que pour identifier des matériaux dans les collections de musées. Par exemple, PyXRF a pu identifier le type de pigment utilisé dans un portrait vieux de 200 ans au Smithsonian American Art Museum.
L’application suscite également un intérêt au-delà du NIST. Il est utilisé par des étudiants et des chercheurs du MIT et de l'Université de Georgetown, et une startup intéressée par l'intégration de PyXRF dans un produit logiciel commercial a fait des démarches.
"Nous espérons qu'en augmentant l'accessibilité aux capacités de mesure avancées, nous encouragerons davantage de personnes à explorer les propriétés des matériaux et à découvrir la prochaine grande nouveauté", a déclaré McGuire.
