Un rilevatore di esplosivi ultrasensibile

Un sensore a nanofili realizzato dai ricercatori dell'Università di Tel Aviv è in grado di rilevare tracce estremamente piccole di esplosivi comunemente usati nel liquido o nell'aria in pochi secondi. Il dispositivo è mille volte più sensibile dell'attuale standard di riferimento nel rilevamento di esplosivi: il cane fiuto.

Rivelatore di bombe: I nanofili di silicio trattati chimicamente al centro di questo chip di vetro cambiano conduttanza se esposti a tracce minuscole di esplosivi nell'aria o nei liquidi.

Il sensore potrebbe essere prodotto a basso costo e incorporato in uno strumento portatile per rilevare mine terrestri sepolte o esplosivi nascosti ai controlli di sicurezza, secondo Fernando Patolosky , un professore di chimica che ha guidato il lavoro, che è stato pubblicato sulla rivista chimica applicata la scorsa settimana. I ricercatori stanno sviluppando uno strumento portatile basato sulla tecnologia. Il loro primo prototipo ha le dimensioni di un mattone. Potremmo mettere i sensori ovunque in un aeroporto, in ogni angolo di un centro commerciale, dice Patolsky.

I cani addestrati sono stati storicamente usati per fiutare bombe e mine perché possono sentire l'odore di esplosivi a concentrazioni di poche parti per miliardo. Ma ci vogliono decine di migliaia di dollari per addestrare e mantenere un cane da fiuto, quindi i rilevatori portatili promettono una soluzione più economica e più portatile.

L'array di nanofili non è il primo dispositivo a raggiungere livelli canini di sensibilità allo sniffing di esplosivi. Un sistema sviluppato da Tecnologie ICx , con sede ad Arlington, in Virginia, è in grado di rilevare i vapori emessi da esplosivi con una sensibilità pari a quella di un naso canino. Invece dei nanofili, il sistema ICx utilizza polimeri che si illuminano o smettono di brillare in risposta a tracce di esplosivo in un vapore in pochi secondi. Questo dispositivo viene utilizzato nei campi di battaglia in Iraq e Afghanistan e la US Transportation Security Administration ha recentemente iniziato a usarlo negli aeroporti, ma la maggior parte degli aeroporti si affida ancora a strumenti delle dimensioni di un forno a microonde che impiegano minuti, anziché secondi, per rilevare gli esplosivi nei tamponi prelevati. dai bagagli o dalla pelle dei passeggeri.

Il nuovo dispositivo dell'Università di Tel Aviv è mille volte più sensibile di qualsiasi rilevatore esistente, incluso il dispositivo ICx. I ricercatori lo hanno utilizzato per rilevare il TNT e gli esplosivi plastici RDX e PETN a concentrazioni inferiori a una parte per trilione in pochi secondi.

Il dispositivo è costituito da un chip contenente una serie di nanofili di silicio rivestiti con un composto amminico organico che si lega agli esplosivi, modificando la conduttanza dei fili. Patolsky dice che il trucco è far crescere i nanofili nei punti desiderati e lungo una direzione definita sul chip. Una volta che l'array è cresciuto, i ricercatori rivestono i nanofili e depositano gli elettrodi. Nei test di laboratorio, il chip è stato esposto a soluzioni liquide contenenti esplosivi, nonché a vapori di TNT miscelati con aria. I ricercatori stanno lavorando per confezionare il chip con pompe microfluidica ed elettronica per realizzare un rilevatore portatile a bassa potenza.

Aimee Rose, ricercatrice presso ICx Technologies, afferma che l'utilizzo di array di nanofili per il rilevamento è molto promettente perché il metodo è così sensibile, consentendo ai potenziali sviluppatori di inserire molti sensori in un ingombro ridotto, ma il metodo dovrà dimostrare il suo coraggio con campioni mondiali di vapore.

Professore di chimica al MIT Timothy Swager concorda, sottolineando che attualmente l'array funziona in modo convincente solo quando rileva esplosivi in ​​una soluzione. È meno efficace nel rilevare i vapori di esplosivi dalla pelle o dagli oggetti di una persona, afferma, osservando che l'array funziona meglio quando campioni di aria contenenti vapore di TNT vengono soffiati direttamente sui nanofili.

Professore di chimica all'Università di Harvard Carlo caro afferma che l'approccio del sensore a nanofili è molto più sensibile della tecnologia polimerica ICx, che è stata sviluppata nel laboratorio di Swager, ma non è stato ancora dimostrato come la tecnologia ICx ha. Lieber, che si concentra sulle applicazioni biomediche dei transistor a nanofili, afferma che la ricerca israeliana mostra che il rilevamento dei nanofili potrebbe essere applicato per il rilevamento di esplosivi e potrebbe essere prontamente commercializzato. Non ci sono limitazioni alla metodologia dal mio punto di vista... ha il potenziale per rivoluzionare il rilevamento degli esplosivi.

Patolsky e colleghi stanno ora realizzando array di nanofili più grandi rivestiti con molecole diverse per rilevare altri tipi di esplosivi.

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