Нанотехнологии в поисках взрывчатки

Наука и технологии
«Эксперт» №47 (829) 26 ноября 2012
Нанотехнологии в поисках взрывчатки

Американские ученые разработали инновационное устройство для поиска взрывчатых веществ, повторяющее биологические механизмы распознавания запахов у собак. Исследование было опубликовано в журнале Analytical Chemistry.

Как известно, в поиске и обнаружении взрывных устройств собакам нет равных. Именно это и вдохновило группу химиков и инженеров из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре на создание уникальной технологии, способной за короткое время идентифицировать местонахождение взрывчатки. Исследователи во главе с профессором Карлом Мейнхартом и Мартином Московицем изобрели устройство, которое вскоре может стать таким же привычным явлением, как, например, датчики дыма.

Уникальность устройства в том, что оно способно обнаруживать в воздухе молекулы 2,4-динитротолуола, который испаряется из взрывчатых веществ на основе тротила. Его запах неразличим для человека, зато специально обученная собака учуивает его без труда. Устройство может своевременно различать определенные типы молекул с концентрацией в одну миллиардную и меньше. Не имеющая пока аналогов технология создана по образу и подобию собачьего носа. Она копирует то, как слой носовой слизи на обонятельных органах абсорбирует и концентрирует подвижные молекулы. Устройство состоит из двух частей: микроканала для улавливания молекул и мини-спектрометра для их засекания. Подобный крошечной реке микроканал тоньше человеческого волоса более чем в двадцать раз, он абсорбирует и повышает концентрацию молекул в шесть раз. Затем молекулы связываются с наночастицами внутри камеры. Путем спектроскопии комбинационного рассеяния лазерный луч опознает наночастицы, которые усиливают спектральные подписи обнаруженных молекул. Эта технология может быть использована не только для обнаружения взрывчатых веществ, но и, например, для идентификации заболеваний путем улавливания молекул в дыхании.

Создание точного способа обнаружения взрывчатки — тема весьма актуальная, поэтому новые концепции появляются с завидной регулярностью. Так, например, группа исследователей из Французско-германского исследовательского института Сент-Луиса в этом году представила инновационную структуру сенсоров, копирующую устройство органов чувств бабочек. С помощью микроконсолей, покрытых трехмерным слоем нанотрубок диоксида титана, она фиксирует наличие в воздухе молекул взрывчатых веществ. А в 2011 году исследователи из Технологического института Джорджии (США) создали радиодатчик, наносимый на бумажный носитель с помощью струйной печати.