Detektering af kemiske midler med tillid

Joint Chemical Agent Detector (JCAD) er blevet et vigtigt forsvarsværktøj på slagmarker og i krigshærgede byer i løbet af de sidste par år. Om størrelsen og formen af ​​et VHS-bånd eller en hardcover bestseller-roman, JCAD'er udsender en alarm og begynder at lyse, hvis nervestoffer såsom sarin eller blistermidler såsom sennepsgas er til stede.

Detektorerne er allerede designet til at modstå intense miljøer og gentagen brug. Men da forsvarsministeriet ønskede en måde at kontrollere enhedernes følsomhed over for kemikalier over tid, et målehold ved National Institute of Standards and Technology (NIST) blev tilkaldt for at levere en omkostningseffektiv løsning.

Resultatet er en tilbehørsanordning, kendt som Threshold Confid Checker, eller TCC, som kun vejer et par gram og vagt ligner en cigarettænder. TCC'erne kan skubbes oven på kemikaliedetektorerne, så der kan foretages en nøjagtig måling af hver enheds føleevner.

TCC'er kræver ingen speciel operatørtræning eller videnskabelig viden og tilbyder en gentagelig test, der koster mindre end $1 pr. brug. Testen tager kun få øjeblikke, og detektorer behøver ikke tages ud af drift, mens de kritiske komponenter er verificeret.

Den lille, billige TCC'er er meget anderledes end den første løsning, der blev tilbudt på testproblemet, hvilket involverede brug af et stort spektrometer til at identificere dampe ved at detektere deres kemiske signaturer i infrarødt lys.

"Vi indså, at de ikke ville fungere særlig godt i denne situation, " sagde Pamela Chu, forskeren med ansvar for NIST-teamet. De tunge spektrometre er omtrent på størrelse med et køleskab og kan ikke nemt transporteres til den slags fjerntliggende steder, hvor tropper ofte er indsat. Ud over, hvert spektrometersystem kan koste mere end $100, 000 og kræver specialuddannet personale. Detektorer skulle også med jævne mellemrum trækkes ud af feltet og sendes til test på et centraliseret depot, ofte på et fjerntliggende sted.

"Den løsning, vi var i stand til at udvikle i stedet, er billig, effektiv og reproducerbar for andre, lignende detektionsudstyr, " sagde Chu.

For at køre en test, en operatør indlæser simpelthen TCC'en på detektorens indtagsområde. Inde i TCC, en lille glasampul indeholder en kendt mængde kemiske simulatorer, der er sikre og ikke-toksiske for mennesker, men det får apparaterne til at reagere, som om de var blevet udsat for de farlige nerve- og vabler.

Når ampullen knuses, simulanten giver en afmålt mængde uskadelig gas, der skal udløse detektoren lige over dens indstillede følsomhedsgrænse. Hvis alarmen lyder, og et bestemt antal lys er aktiveret, soldaten eller testpersonalet ved, at enheden stadig er i funktionsdygtig stand og kan returneres til feltet med det samme.

JCAD'er, der ikke viser det nødvendige antal lys, udsættes for yderligere vedligeholdelse, og så, hvis de stadig ikke består, returneres til depotet for yderligere kontrol og nødvendig vedligeholdelse.

Mængden af ​​simulant anvendt til TCC'er kan spores til etablerede standarder og referencemetoder. Hvad mere er, teknologien, der bruges til at udvikle den nuværende runde af TCC'er, kan kopieres, efterhånden som sensorteknologien udvikler sig, og de håndholdte kemiske agentdetektorer ændrer sig og udvikler sig, også. Selvom selve TCC'erne måske skal tilpasses eller omkonfigureres, de principper, der er etableret gennem deres forskning og udvikling, forbliver de samme og kan genanvendes gentagne gange.

Forskning og udvikling for TCC'erne blev udført af Chu og hendes team over flere år, begyndende i 2010. Forsvarsministeriet, som finansierede forskningen, har nu annonceret, at de vil påbegynde storstilet produktion af disse testenheder, og et privat firma har allerede fået kontrakt om at lave 60, 000 til øjeblikkelig brug.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra NIST. Læs den originale historie her.