Ученые улучшили технологию обнаружения опасных химикатов

Исследователи из Лондонского имперского колледжа разработали систему для быстрого выявления следов опасных химических веществ, таких как загрязнители, взрывчатые вещества или нелегальные препараты.

Новая система способна выбрать единственную требуемую молекулу из 10000 трлн молекул воды за считанные миллисекунды, захватив ее с помощью самосборного одинарного слоя золотых наночастиц.

Группы исследователей с кафедры химии колледжа сообщили, что эта технология открывает способ разработки устройств, которые обладают компактными размерами, могут использоваться повторно и легко собираются, а также могут иметь широкий диапазон использования, включая обнаружение наркотиков, взрывчатки, загрязнителей в водоемах или распыленный в воздухе нервнопаралитический газ.

Результаты исследования опубликованы в издании Nature Materials.

Например, устройство сможет обнаружить микроскопические частицы наркотиков или взрывчатки, оставленные преступниками на поверхности багажа, одежды или любых других предметов. Прорыв поможет правоохранительным органам эффективней выявлять преступные элементы и предотвращать злодеяния.

«Наша система способна решить ключевую проблему надежного и портативного химического анализа для использования где угодно, а не только в лаборатории. Она весьма чувствительна и может использоваться для поиска даже совершенно незначительных молекул в любой среде».

Целевые молекулы выявляются благодаря эффекту под названием рамановское рассеяние света, усиленное поверхностными явлениями (Surface Enhanced Raman Scattering of light). Технология, витавшая в воздухе с конца 1970-х, учитывает, что каждая молекула рассеивает свет уникальным способом. Предыдущее исследование показало, что сигнал можно усилить, если поймать молекулы определенным способом на слой металлических наночастиц. Однако эти листы сложно изготовить.

Ученые преодолели проблему, оперируя интерфейсами двух жидкостей, которые не смешиваются, такие как вода и нефть, или интерфейсами воздуха и воды. Управляя электрическим зарядом золотых наночастиц и составом раствора, они смогли создать ситуацию, в которой частицы выравниваются в интерфейсе между двумя несмешиваемыми жидкостями или между жидкостью и воздухом.

„Хитрость здесь в том, чтобы выявить условия, при которых наночастицы обоснуются в интерфейсе на близких расстояниях друг от друга, не соединяясь“, прокомментировал исследование еще один соавтор Джек Пэджет.

21.11.2012