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Un detector de explosivos ultrasensible
Un sensor de nanocables fabricado por investigadores de la Universidad de Tel Aviv puede detectar rastros extremadamente pequeños de explosivos de uso común en líquido o aire en unos pocos segundos. El dispositivo es mil veces más sensible que el estándar de oro actual en detección de explosivos: el perro rastreador.
Detector de bombas: Los nanocables de silicio tratados químicamente en el centro de este chip de vidrio cambian la conductancia cuando se exponen a rastros diminutos de explosivos en el aire o líquidos.
El sensor podría producirse de forma económica e incorporarse en un instrumento de mano para detectar minas terrestres enterradas o explosivos ocultos en los puntos de control de seguridad, según Fernando Patolsky , profesor de química que dirigió el trabajo, que fue publicado en la revista quimica APLICADA la semana pasada. Los investigadores están desarrollando un instrumento portátil basado en la tecnología. Su primer prototipo tiene aproximadamente el tamaño de un ladrillo. Podríamos colocar los sensores en todas partes en un aeropuerto, en cada rincón de un centro comercial, dice Patolsky.
Históricamente, los perros entrenados se han utilizado para olfatear bombas y minas terrestres porque pueden oler explosivos en concentraciones de solo unas pocas partes por mil millones. Pero se necesitan decenas de miles de dólares para entrenar y mantener a un perro rastreador, por lo que los detectores de mano prometen una solución más barata y portátil.
La matriz de nanocables no es el primer dispositivo que alcanza niveles caninos de sensibilidad a la detección de explosivos. Un sistema desarrollado por Tecnologías ICx , con sede en Arlington, Virginia, puede detectar los vapores emitidos por explosivos con una sensibilidad similar a la de una nariz canina. En lugar de nanocables, el sistema ICx utiliza polímeros que brillan o dejan de brillar en respuesta a los rastros de explosivo en un vapor en unos pocos segundos. Este dispositivo se está utilizando en campos de batalla en Irak y Afganistán, y la Administración de Seguridad del Transporte de EE. UU. Comenzó a usarlo recientemente en los aeropuertos, pero la mayoría de los aeropuertos aún dependen de instrumentos del tamaño de un horno microondas que tardan minutos, en lugar de segundos, en detectar explosivos en hisopos tomados. del equipaje o de la piel de los pasajeros.
El nuevo dispositivo de la Universidad de Tel Aviv es mil veces más sensible que cualquier detector existente, incluido el dispositivo ICx. Los investigadores lo han utilizado para detectar TNT y los explosivos plásticos RDX y PETN en concentraciones inferiores a una parte por billón en unos pocos segundos.
El dispositivo consiste en un chip que contiene una matriz de nanocables de silicio recubiertos con un compuesto de amina orgánica que se une a los explosivos, cambiando la conductancia de los cables. Patolsky dice que el truco consiste en hacer crecer nanocables en los puntos deseados y en una dirección definida en el chip. Una vez que se hace crecer la matriz, los investigadores recubren los nanocables y depositan los electrodos. En las pruebas de laboratorio, el chip se expuso a soluciones líquidas que contenían explosivos, así como a vapores de TNT mezclados con aire. Los investigadores están trabajando en empaquetar el chip con bombas de microfluidos y componentes electrónicos para hacer un detector portátil de baja potencia.
Aimee Rose, investigadora de ICx Technologies, dice que el uso de matrices de nanocables para la detección es muy prometedor porque el método es muy sensible, lo que permite a los desarrolladores potenciales colocar muchos sensores en un espacio reducido, pero el método tendrá que demostrar su valía con resultados reales. muestras de vapor mundiales.
Profesor de química del MIT Timothy Swager concuerda, señalando que actualmente la matriz solo funciona de manera convincente al detectar explosivos en una solución. Es menos eficaz para extraer vapores de explosivos de la piel o las pertenencias de una persona, dice, y señala que la matriz funciona mejor cuando las muestras de aire que contienen vapor de TNT se inyectan directamente en los nanocables.
Profesor de química de la Universidad de Harvard Charles Querido dice que el enfoque del sensor de nanocables es mucho más sensible que la tecnología de polímeros ICx, que se desarrolló en el laboratorio de Swager, pero aún no se ha probado la forma en que lo ha hecho la tecnología ICx. Lieber, quien se enfoca en aplicaciones biomédicas de transistores de nanocables, dice que la investigación israelí muestra que la detección de nanocables podría aplicarse para la detección de explosivos y podría comercializarse fácilmente. Desde mi perspectiva, la metodología no tiene limitaciones ... tiene el potencial de revolucionar la detección de explosivos.
Patolsky y sus colegas ahora están fabricando matrices de nanocables más grandes recubiertas con diferentes moléculas para detectar otros tipos de explosivos.