Необычные физикохимические свойства кварца позволили немецким ученым найти ему новое, ранее неизвестное применение. Оказалось, что этот природный минерал можно использовать как электронный «нос», который способен чуять взрывчатку и опасные газы.
Эволюция орудий убийств не стоит на месте. На смену тринитротолуолу пришла новая горючая смесь — триацетона трипероксид (ТАТР). В отличие от своего предшественника, эта взрывчатка не горит при детонации и, следовательно, не оставляет никаких следов горения. ТАТР уже попал в арсенал террористов — 22 декабря 2001 г. «ботиночный» террорист Ричард Рид пытался взорвать с его помощью самолет, летевший маршрутом Рим-Майами. Затем последовали теракты в Лондоне и Мадриде, где также был использован триацетона трипероксид, пишет Правда.ру.
Это взрывчатое вещество очень сложно обнаружить стандартными средствами поиска. Кроме того, его изготовление не требует ни особых промышленных условий, ни даже начальных познаний в химии. Поэтому многие научные группы по всему миру ведут разработки анализатора, способного заблаговременно выявлять угрозу. Удача улыбнулась немецких физикам и химикам из Боннского университета.
Группа исследователей под руководством профессора органической химии Зигфрида Вальдфогеля обнаружила, что ТАТР имеет тенденцию к испарению, а в комфортных для человека температурных условиях интенсивность испарения возрастает. Однако делать заборы воздуха и отправлять их в лабораторию — это не выход, поскольку иногда нужно обнаружить взрывчатку в считанные минуты.
Тогда ученые построили портативный детектор, принцип которого кроется в способности кварца резонировать при изменении электрического напряжения. В центре устройства расположены три кварцевых стержня длиной 3 миллиметра и толщиной 40 микронов. Каждый стержень покрыт слоем специального химического соединения — фенилин дендримером, циклодекстрином и холитом натрия.
Под воздействием определенных изменений окружающего воздуха каждый из материалов покрытия заставляет кварцевый стержень резонировать с собственной частотой. Комбинация же этих трех химических веществ позволяет реагировать именно на испарения ТАТР.
Время срабатывания нового детектора составляет не более пяти секунд. Рабочий прототип способен обнаруживать взрывчатку при содержании ТАТР в воздухе в соотношении один к миллиону, однако конструкторы уверены, что смогут повысить чувствительность еще, по крайней мере, в десять раз.
Даже до начала массового производства цена детектора составляет менее 100 долл. Разработчики уверены, что себестоимость может быть еще меньше, что позволит встраивать дешевые приборы повсеместно — в дверные проемы зданий, на пассажирском транспорте и других местах массового скопления людей.
Кроме того, использованная в детекторе технология может применяться для поиска и других химических веществ. Для этого, считает Зигфрид Вальдфогель, необходимо лишь подобрать правильное покрытие для кварцевых стержней. Возможно, что в ближайшем будущем ученые адаптируют разработку для обнаружения утечек метана в шахтах и поиска отравляющих веществ.
Источник: focus
|
