En ny typ av sensor har potential att ersätta sniffhundar när det gäller att upptäcka sprängämnen som TNT. Denna vecka, forskare från ett antal institutioner, inklusive TU Delft, publicerar en artikel om detta ämne i American Chemical Society's journal Nano bokstäver .

Burstrukturer

'För första gången någonsin, vi har använt molekyler med en burstruktur av lykttyp för att tillverka känsliga nanosensorer som kan upptäcka explosiva ämnen som TNT ', säger forskaren Louis de Smet (ansluten till TU Delft och Wageningen University).

'Dessa burstrukturer har en kapacitet på cirka 1 kubik nanometer, som exakt rymmer en enda TNT -molekyl. ' Forskare från TU Delft, universitetet i Twente, Philips Research, City University of Hong Kong och University of Melbourne har kemiskt bundit ett ultratunt lager av dessa specialutvecklade burar till ytan av ett sensorchip som innehåller några dussin känsliga nanosensorer. En enda bur är inte tillräcklig för detekteringsändamål.

Porös

'Porösa molekyler används ganska ofta för att fånga omgivande molekyler', förklarar De Smet. 'När det gäller relativt små molekyler, som med sprängämnen, utmaningen är att se till att burstrukturen inte bara har rätt storlek utan att den också har de rätta förankringspunkterna så att molekylen kan klicka på plats - vilket gör den detekterbar. För detta arbete, vi använder därför lager bestående av så kallade MOP-molekyler (Metal-Organic Polyhedra). Genom variation med ett stort antal geometriska och elektroniska egenskaper hos dessa komplexa burmolekyler, vi kan fånga de "explosiva" molekylerna vi letar efter. Och närvaron av en sådan molekyl får också den elektriska konduktansen hos de underliggande kisel -nanotrådarna att förändras på ett mycket karakteristiskt sätt. Vi kan mäta detta och därmed bekräfta att vi faktiskt har hittat TNT -molekyler från ett sprängämne. '

Sniffhund

'Så småningom, vi kanske kan använda den här typen av sensorer för att upptäcka sprängämnen - i en krigssituation, till exempel, eller när man står inför ett terrorhot ', säger De Smet. 'För närvarande, mycket olika, kvalitativa metoder används huvudsakligen för detta, involverar kemiska reaktioner som orsakar färgförändringar, till exempel, eller utplacering av sniffhundar. Det fina med vår metod är att du inte bara kan upptäcka om det finns spår av TNT utan du kan också bestämma mängden. '