Nye nanosensorer til detektion af TNT

En ny type sensor har potentiale til at erstatte snifferhunde, når det kommer til at detektere sprængstoffer som TNT. Denne uge, forskere fra en række institutioner, herunder TU Delft, udgiver en artikel om dette emne i American Chemical Societys tidsskrift Nano bogstaver .

Burstrukturer

'For første gang nogensinde, vi har brugt molekyler med en lanterne-type burstruktur til at fremstille følsomme nanosensorer, der kan detektere eksplosive stoffer såsom TNT', siger forsker Louis de Smet (tilknyttet TU Delft og Wageningen University).

'Disse burstrukturer har en kapacitet på omkring 1 kubik nanometer, som præcist rummer et enkelt TNT-molekyle.' Forskere fra TU Delft, universitetet i Twente, Philips Research, City University of Hong Kong og University of Melbourne har kemisk bundet et ultratyndt lag af disse specialudviklede bure til overfladen af ​​en sensorchip indeholdende et par dusin følsomme nanosensorer. Et enkelt bur er ikke tilstrækkeligt til detektionsformål.

Porøs

'Porøse molekyler bruges ret ofte til at fange omgivende molekyler', forklarer De Smet. "I tilfælde af relativt små molekyler, som med sprængstoffer, udfordringen er at sikre, at burstrukturen ikke kun har den rigtige størrelse, men at den også har de rigtige ankerpunkter, så molekylet kan klikke på plads – og dermed gøre det sporbart. Til dette arbejde, vi bruger derfor lag bestående af såkaldte MOP-molekyler (Metal-Organic Polyhedra). Gennem variation med et stort antal geometriske og elektroniske egenskaber af disse komplekse burmolekyler, vi er i stand til at fange de 'eksplosive' molekyler, vi leder efter. Og tilstedeværelsen af ​​et sådant molekyle får også den elektriske ledningsevne af de underliggende siliciumnanotråde til at ændre sig på en meget karakteristisk måde. Det kan vi måle og dermed bekræfte, at vi faktisk har fundet TNT-molekyler fra et sprængstof.'

Sniffer hund

'Til sidst, vi kan muligvis bruge denne type sensor til at opdage sprængstoffer – i en krigssituation, for eksempel, eller når man står over for en terrortrussel', siger De Smet. 'I øjeblikket, meget anderledes, kvalitative metoder bruges hovedsageligt til dette, involverer kemiske reaktioner, der forårsager farveændringer, for eksempel, eller indsættelse af snifferhunde. Det fantastiske ved vores metode er, at du ikke kun kan opdage, om der er spor af TNT, men du kan også bestemme mængden.'