211service.com
Ultraczuły detektor materiałów wybuchowych
Czujnik nanoprzewodowy stworzony przez naukowców z Uniwersytetu w Tel Awiwie może wykryć bardzo małe ślady powszechnie używanych materiałów wybuchowych w cieczy lub powietrzu w ciągu kilku sekund. Urządzenie jest tysiąc razy czulsze niż obecny złoty standard w wykrywaniu materiałów wybuchowych: pies tropiący.
Wykrywacz bomb: Obrobione chemicznie nanodruty krzemowe w środku tego szklanego chipa zmieniają przewodność pod wpływem niewielkich śladów materiałów wybuchowych w powietrzu lub cieczach.
Czujnik mógłby być tanio wyprodukowany i wbudowany w ręczny przyrząd do wykrywania zakopanych min lądowych lub ukrytych materiałów wybuchowych w punktach kontroli bezpieczeństwa, zgodnie z Fernando Patolski , profesor chemii, który kierował pracą, która została opublikowana w czasopiśmie Chemia stosowana zeszły tydzień. Naukowcy opracowują przenośny instrument oparty na tej technologii. Ich pierwszy prototyp ma wielkość cegły. Moglibyśmy umieścić czujniki wszędzie na lotnisku, w każdym zakątku centrum handlowego, mówi Patolsky.
Wytresowane psy były historycznie używane do wywąchania bomb i min, ponieważ potrafią wyczuć materiały wybuchowe w stężeniu zaledwie kilku cząstek na miliard. Jednak wyszkolenie i utrzymanie psa tropiącego kosztuje dziesiątki tysięcy dolarów, więc ręczne detektory obiecują tańsze i bardziej przenośne rozwiązanie.
Układ nanoprzewodów nie jest pierwszym urządzeniem, które osiąga psie poziomy wrażliwości na wąchanie materiałów wybuchowych. System opracowany przez Technologie ICx , z siedzibą w Arlington w stanie Wirginia, potrafi wykrywać opary wydzielane przez materiały wybuchowe z czułością dorównującą czułości psiemu nosowi. Zamiast nanoprzewodów system ICx wykorzystuje polimery, które w ciągu kilku sekund świecą lub przestają się świecić w odpowiedzi na ślady materiałów wybuchowych w oparach. To urządzenie jest używane na polach bitew w Iraku i Afganistanie, a amerykańska Administracja Bezpieczeństwa Transportu ostatnio zaczęła z niego korzystać na lotniskach, ale większość lotnisk nadal polega na instrumentach wielkości kuchenki mikrofalowej, których wykrycie materiałów wybuchowych w pobranych wymazach zajmuje kilka minut, a nie sekund. z bagażu lub skóry pasażerów.
Nowe urządzenie Uniwersytetu w Tel Awiwie jest tysiąc razy czulsze niż jakikolwiek istniejący detektor, w tym urządzenie ICx. Naukowcy wykorzystali go do wykrywania TNT i plastikowych materiałów wybuchowych RDX i PETN w stężeniach niższych niż jedna część na bilion w ciągu kilku sekund.
Urządzenie składa się z chipa zawierającego szereg nanodrutów krzemowych pokrytych organicznym związkiem aminowym, który wiąże się z materiałami wybuchowymi, zmieniając przewodnictwo przewodów. Patolsky twierdzi, że sztuczka polega na wyhodowaniu nanoprzewodów w pożądanych miejscach i wzdłuż określonego kierunku na chipie. Po rozrośnięciu matrycy naukowcy pokrywają nanodruty i umieszczają elektrody. W badaniach laboratoryjnych chip został wystawiony na działanie ciekłych roztworów zawierających materiały wybuchowe, a także oparów TNT zmieszanych z powietrzem. Naukowcy pracują nad zapakowaniem chipa w pompy mikroprzepływowe i elektronikę, aby stworzyć przenośny detektor o małej mocy.
Aimee Rose, naukowiec z ICx Technologies, mówi, że użycie macierzy nanoprzewodów do wykrywania jest bardzo obiecujące, ponieważ metoda jest tak czuła, że pozwala potencjalnym deweloperom na umieszczenie wielu czujników na małej powierzchni, ale metoda będzie musiała udowodnić swoją skuteczność w rzeczywistych światowe próbki oparów.
profesor chemii MIT Timothy Swager zgadza się, wskazując, że obecnie tablica działa przekonująco tylko przy wykrywaniu materiałów wybuchowych w roztworze. Mówi, że jest mniej skuteczny w wykrywaniu oparów materiałów wybuchowych ze skóry lub rzeczy osoby, zauważając, że tablica działa najlepiej, gdy próbki powietrza zawierające pary TNT są wdmuchiwane bezpośrednio na nanodruty.
Profesor chemii Uniwersytetu Harvarda Karol Drogi mówi, że podejście oparte na czujnikach nanoprzewodowych jest znacznie bardziej czułe niż technologia polimerowa ICx, która została opracowana w laboratorium Swagera, ale nie została jeszcze udowodniona w taki sposób, jak technologia ICx. Lieber, który koncentruje się na biomedycznych zastosowaniach tranzystorów nanoprzewodowych, twierdzi, że izraelskie badania pokazują, że wykrywanie nanoprzewodowe może być stosowane do wykrywania materiałów wybuchowych i może być łatwo skomercjalizowane. Z mojej perspektywy ta metodologia nie ma ograniczeń… może zrewolucjonizować wykrywanie materiałów wybuchowych.
Patolsky i współpracownicy tworzą obecnie większe macierze nanoprzewodów pokrytych różnymi cząsteczkami do wykrywania innych rodzajów materiałów wybuchowych.