Wissenschaftler haben ein System entwickelt, um schnell zu erkennen Spuren von Chemikalien wie Schadstoffe , Sprengstoffe oder Drogen
Das neue System kann von 10 000 Billionen Wassermoleküle innerhalb von Millisekunden herausgreifen ein einzelnes Zielmolekül , durch Abfangen es auf einem selbstorganisierenden einzigen Schicht von Gold-Nanopartikeln .
Das Team von Wissenschaftlern , die alle aus dem Institut für Chemie am Imperial , sagen diese Technologie ebnet den Weg für Geräte, die kompakte , wiederverwendbar und einfach zu montieren sind zu entwickeln , und konnte eine Reihe von Anwendungen, einschließlich Nachweis illegaler Drogen , Explosivstoffe, Schadstoffe in Flüsse oder Nervengase in die Luft freigesetzt . Ergebnisse der Forschung werden diese Woche in veröffentlicht Nature Materials.
In einem möglichen Einsatz könnte ein solches Gerät winzige Spuren von Sprengstoffen oder anderen illegalen Substanzen hinter von Kriminellen auf den Oberflächen , die sie berühren links zu erkennen. Die von diesem Team machte Fortschritte würde helfen, Gesetzeshüter zu erkennen und sich mit solchen Tätigkeiten mit illegalen Substanzen .
Forschung Co-Autor , Michael Cecchini , sagte: " Unser System könnte ein Schlüsselproblem der zuverlässige und portable chemische Tests für den Einsatz in der Außenwelt zu lösen, ist es sehr empfindlich und kann auch verwendet werden, um sehr kleine Mengen eines spezifischen Moleküls zu suchen. selbst in stark frequentierten , öffentlichen Bereichen . "
Die Zielmoleküle werden durch einen Effekt, der als oberflächenverstärkte Raman -Streuung ( SERS ) von Licht identifiziert. Diese Technik, die seit den späten 1970er Jahren in der Umgebung gewesen ist, funktioniert, weil jedes Molekül Licht streut in einer einzigartigen Weise. Frühere Untersuchungen haben gezeigt , dass das Signal durch den Fang -Moleküle in einer bestimmten Weise auf einer Schicht von Metall-Nanoteilchen verstärkt werden. Jedoch sind diese Platten kompliziert herzustellen .
Die Wissenschaftler überwand dieses Problem durch den Umgang mit Schnittstellen von zwei Flüssigkeiten, die sich nicht mischen , wie Wasser und Öl oder Wasser und Luft -Schnittstelle. Durch die Manipulation der elektrischen Ladung der Goldnanopartikel und die Zusammensetzung der Lösung , sie waren in der Lage, eine Situation, wo die Teilchen reihen sich an der Grenzfläche zwischen den beiden nicht mischbaren Flüssigkeiten oder zwischen einer Flüssigkeit und der Luft zu erzeugen .
" Der Trick , um die Empfindlichkeit dieses Systems zu erzielen , um den Zielmolekülen war bei der Suche nach den Bedingungen, bei denen Nanopartikel würde an der Schnittstelle in einem kleinen Abstand zueinander , ohne Verschmelzen niederzulassen ", so ein weiteres Co-Autor Jack Paget .
Wenn die Nanopartikel gestört, sie spontan ordnen sich wieder in der richtigen Art und Weise machen das Gerät robuster als die aus fest angeordneten Teilchen . Forschung Co-Autor , Vladimir Turek , sagte: " Das System zeigt echte Versprechen für Detektoren für den Einsatz in rauen Außen Umwelt- und Verteidigungsanwendungen , da die Flüssigkeiten und Nanopartikeln können leicht ersetzt werden , um das Gerät zu regenerieren. "