Nyt nanomateriale kan detektere og neutralisere sprængstoffer

(PhysOrg.com) -- Forskere beskrev i dag udvikling og vellykkede indledende test af et spray-on materiale, der både opdager og uskadeliggør genren af ​​terrorsprængstoffer, der er ansvarlige for regeringens restriktioner på væsker, der kan medbringes ombord på fly. De rapporterede om den nye blæklignende eksplosive detektor/neutralisator på 241st National Meeting &Exposition of the American Chemical Society (ACS), afholdes her i denne uge.

"Denne ting vil blive brugt overalt, hvor der bruges terrorsprængstoffer, inklusive slagmarker, lufthavne, og undergrundsbaner, "sagde studieleder Allen Apblett, Ph.D. "Det kommer til at redde liv."

Materialet er en type blæk lavet af bittesmå metalliske oxid-nanopartikler - så små, at 50, 000 kunne passe inde i diameteren af ​​et enkelt menneskehår. Blækket skifter farve, fra mørkeblå til bleggul eller klar, i nærværelse af sprængstoffer. Det skifter også fra en metallisk leder til et ikke-ledende materiale, gør elektronisk sansning også mulig.

Denne farveændringsfunktion gør det muligt for materialet at fungere som en sensor til hurtigt at detektere tilstedeværelsen af ​​dampe produceret af eksplosiver, sagde Apblett. Soldater eller brandmænd kunne bære sensorerne som badges på deres uniformer eller bruge dem som papirbaserede teststrimler. Lufthavne, undergrundsbaner og andre faciliteter kunne bruge sensorerne som en del af stationære overvågningsanordninger. Sensorerne kunne endda konstrueres til smykker og mobiltelefoner, tilføjede videnskabsmanden.

Det samme farveskiftende materiale kan også tjene som sprængstofneutralisering. Brandmænd og teknikere fra bombegruppen kunne sprøjte blækket på bomber eller mistænkelige pakker, indtil farveændringen indikerer, at enhederne ikke længere er en trussel, sagde Apblett. Teknikere kunne også dumpe sprængstoffet i kar, der indeholder blækket, for at neutralisere dem.

Apblett bemærker, at myndighederne er bekymrede over peroxidbaserede sprængstoffer, lavet af hydrogenperoxid, som er nemme at lave og sætte af. Disse sprængstoffer vakte første opmærksomhed i 2001, da forpurret "skobomber" forsøgte Richard Reid at bruge et sådant stof som detonatoren ombord på et kommercielt passagerfly. I særdeleshed, de er bekymrede over et stof kaldet triacetontriperoxid, eller TATP, nogle gange brugt i selvmordsveste og improviserede eksplosive anordninger, der har krævet så meget blandt tropper og civile. Imidlertid, nuværende metoder til at opdage dette sprængstof er ineffektive, så materialet let kan undslippe opdagelse i lufthavne og andre steder.

Det nye blæk giver en hurtig måde at opdage og teste disse sprængstoffer, som kan være skjult i tøj, mad, og drikkevarer. Blækket indeholder nanopartikler af en forbindelse af molybdæn, et metal, der bruges i en lang række applikationer, herunder missil- og flydele. Det mørkeblå blæk reagerer med peroxidsprængstofferne og bliver gult eller klart.

Når den bruges som en elektronisk sensor, det meget følsomme materiale er i stand til at detektere TATP-dampe på så lave niveauer som 50 dele pr. million, svarende til et par dråber damp i et lille rum, inden for 30 sekunder. Den samme kemiske reaktion gør det muligt for materialerne at tjene som en sprængstofneutralisator. I laboratorieundersøgelser, forskerne viste, at de kunne tilføje materialet til TATP eller HMTD og gøre dem ikke-eksplosive.

"Dette gør et rigtig godt stykke arbejde med at neutralisere terroristers sprængstoffer, sagde Apblett, en kemiker ved Oklahoma State University i Stillwater, Okla "Jeg er spændt på at se det flytte fra laboratoriet til den virkelige verden."

Materialet kan også forbedre sikkerheden på laboratorier, der bruger eksplosive kemikalier. For nylig, Apblett udviklede pellets indeholdende blækket, der kan tilsættes laboratorieopløsningsmidler for at forhindre ophobning af niveauer af farlige peroxider, som kan forårsage utilsigtede eksplosioner. Den farveændrende funktion gør det muligt for brugerne af opløsningsmidlerne at vide, at de er sikre.

Apblett og kolleger grundlagde et firma kaldet Xplosafe for at udvikle og markedsføre materialet. De håber at se det eksplosive detekterende blæk, der bliver brugt i lufthavne om så lidt som et år.