Учёные из Великобритании создали портативный анализатор на основе квантовых точек, который безошибочно определяет пять самых распространённых взрывчатых веществ.
В условиях глобальной террористической угрозы спецслужбы разных стран должны иметь средства, позволяющие эффективно противодействовать преступникам. Например, для предотвращения терактов необходимо быстро и точно распознавать взрывчатые вещества.
Помимо лабораторных исследований для этих целей используют портативные анализаторы, которые в будущем смогут засекать опасные химические соединения на расстоянии. Но до сих пор использование таких сенсорных систем ограничено, так как каждая из них была настроена только на определённый вид взрывчатки.
В ходе своей последней работы учёные из Университетского колледжа Лондона попытались решить эту проблему. Они разработали сенсор, способный определять присутствие в пробе пяти самых распространённых взрывчатых веществ.
Датчик состоит из крошечных светоизлучающих частиц, известных как квантовые точки. Эти наноструктуры устроены так, что к ним могут присоединяться молекулы взрывчатки разных типов. При этом каждая разновидность молекул в разной степени снижает интенсивность излучаемого той или иной квантовой точкой света. Специальная система анализирует эти изменения и безошибочно определяет, с каким веществом контактирует датчик.
"Впервые несколько веществ были обнаружены с помощью одного датчика, что демонстрирует правильность нашего подхода", – рассказывает ведущий автор исследования Уильям Певелер (William Peveler).
Команда опробовала своё изобретение на взрывчатых веществах, которые широко используются в промышленных и военных целях. Датчик безошибочно определял динитротолуол, тринитротолуол, тетрил, гексоген и пентаэритриттетранитрат (ТЭН). Устройство распознаёт взрывчатку, даже если её концентрация в пробе составляет одна часть на миллион, но в скором времени учёные планируют повысить точность в тысячу раз.
"Наш датчик — это значительный шаг вперёд для обнаружения нескольких видов взрывчатки, – говорит соавтор исследования Иван Паркин. – Современные методы могут быть трудоёмкими и требуют дорогостоящего оборудования, но наш тест недорогой, быстрый и работает с небольшими образцами. Все эти факторы важны, но решающее значение при определении опасных соединений играют скорость и точность".
Исследователи отмечают, что популярные у террористов гексоген и ТЭН очень плохо распознаются служебными собаками, что повышает значение их прибора в вопросах безопасности.
Добавим, что новый метод детектирования взрывчатки, подробно описанный в журнале ACS Nano, может быть использован не только в целях обеспечения безопасности, но и для мониторинга токсичных веществ в сточных водах.
