محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) با استفاده از نانولوله‌های کربنی آشکارساز جدیدی ساخته‌اند که بقدری حساس که می‌تواند حتی یک مولکول منفرد از یک ماده منفجره نظیر TNT را آشکارسازی کند.
شناسایی مقادیر کم مواد منفجره با حسگر نانولوله‌ای
محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) با استفاده از نانولوله‌های کربنی
آشکارساز جدیدی ساخته‌اند که بقدری حساس که می‌تواند حتی یک مولکول منفرد
از یک ماده منفجره نظیر TNT را آشکارسازی کند.
برای ساخت این حسگر، این محققان به رهبری میکائیل استرانو نانولوله‌های
کربنی را با قطعه‌های پروتئینی که در زهر زنبور عسل یافت می‌شوند، روکش‌دهی
کردند. این برای اولین بار است که این پروتئین‌ها برای واکنش با مواد
منفجره بویژه دسته‌ای معروف به ترکیبات نیتروآروماتیکی شامل TNT، استفاده
می‌شوند.
اگر این حسگر تجاری شود، از آشکارسازهای
مواد منفجره موجود که برای مثال معمولا در هواپیماها استفاده می‌شوند،
بسیار حساس‌تر است. این حسگر برای آنالیز ذرات باردار همانند آنهایی که در
سرتاسر هوا حرکت می‌کنند، طیف‌سنجی را استفاده می‌کند.
استرانو می‌گوید که طیف‌سنج‌های تحرک یونی به دلیل اینکه ارزان و بسیار
قابل اطمینان هستند، بطور گسترده استفاده می‌شوند. با این حال، این نسل
جدید نانوحسگرها با آشکارسازی حتی مولکول‌های منفرد مواد منفجره در دمای
اتاق و فشار اتمسفریک محدودیت آشکارسازی را از بین می‌برند.
این حسگر جدید مواد منفجره به روش نسبتا متفاوتی کار می‌کند. موقعی که
مولکول هدف به پروتئین‌های زهر – زنبور عسل پوشش‌دهنده‌ی نانولوله‌ها، متصل
می‌شود؛ بجای تغییر شدت نور فلورسانت، طول‌موج آن را جابه‌جا می‌کند. این
محققان برای اندازه‌گیری این سیگنال که با چشم غیرمسلح نمی‌توان آن را
مشاهده کرد، نوع جدیدی از میکروسکوپ ساختند. کار کردن با این نوع حسگر که
اولین نمونه آن است، آسان‌تر است زیرا تحت تاثیر نور محیط نیست.
استرانو می‌گوید که در یک حسگر فلورسانت، اندازه‌گیری تغییر شدت نور
فلورسانت در مقایسه با اندازه‌گیری تغییر طول‌موج آن، همراه با خطای بیشتری
است.
هر ترکیب پروتئین – نانولوله با ترکیبات نیتروآروماتیکی مختلف بصورت
متفاوتی واکنش می‌دهد. این محققان با استفاده از چندین نانولوله‌ی روکش‌داده
شده با مواد مختلف می‌توانند اثر انگشت منحصر به فردی برای هر ماده‌ی
منفجره‌ای که می‌خواهند آشکارسازی کنند، پیدا کنند. این نانولوله‌ها همچنین
می‌توانند محصولات خراب‌شده‌ی چنین مواد منفجره‌ای را آشکارسازی کنند.
این دانشمندان نشان دادند که این نانولوله‌ها می‌توانند دو آفت‌کش که
ترکیبات نیتروآروماتیکی هستند، را نیز آشکار کنند.
جزئیات نتایج این کار تحقیقاتی در مجله‌ی Proceedings of the National
Academy of Sciences منتشر شده است.
