Москва
C

READWEB

						

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ

Новый «электронный нос» учует опасные вещества

июля 5
12:47 2016

Над «электронным носом» работали учёные из Лёвенского католического университета (нидерл. Katholieke Universiteit Leuven), научного центра ИМЕК (Interuniversity Microelectronics Centre, IMEC) в Лёвене, Кильского университета имени Кристиана Альбрехта (нем. Christian-Albrechts-Universität zu Kiel), Хольст-Центра (Holst Centre) и Гентского университета (нидерл. Universiteit Gent).

Международная коллаборация бельгийских, немецких и голландских исследователей разработала анализатор запахов, который позволит обнаруживать пестициды и нервно-паралитические газы в низких концентрациях. Результаты исследования опубликованы в журнале Chemical Science.

Самый известный и распространённый анализатор запахов — алкотестер. Когда водитель дышит в мундштук, химический сенсор определяет количество алкоголя в выдыхаемом воздухе. Химическая реакция преобразуется в электронный сигнал, и тестер выводит результат измерений на экран. Обнаружить алкоголь просто, потому что химическая реакция специфична, а концентрация газа высока. Но многие газы представляют собой сложные смеси молекул в очень низких концентрациях. Создать «электронный нос», который позволит их распознать — непростая задача.

Учёные разработали высокочувствительный анализатор запахов на основе металлоорганических каркасных структур (metal-organic frameworks, MOFs). «MOFs похожи на микроскопические губки, — объясняет Иво Стассен (Ivo Stassen), один из авторов исследования. — Своими крошечными порами они могут поглощать большие количества газа».

«Мы создали металлоорганическую каркасную структуру, которая абсорбирует фосфонаты, содержащиеся в пестицидах и нервно-паралитических газах, — говорит Стассен. — Это означает, что с её помощью можно обнаружить следы химического оружия, например, зарина или остатки пестицидов в продуктах питания. Этот MOF — самый чувствительный на данный момент газоанализатор этих опасных веществ. Мы проводили измерения совместно с лёвенским нанотехнологическим исследовательским центром ИМЕК. Концентрации, с которыми мы имеем дело, крайне низкие: миллиардные доли — капля воды в олимпийском бассейне — и триллионные доли».

Новый химический сенсор легко встраивается в существующие электронные устройства. «К примеру, MOF можно накладывать тонкой плёнкой поверх электронных схем, — говорит член научной группы профессор Роб Амелот (Rob Ameloot). — Поэтому газоанализатором для поиска пестицидов и нервно-паралитического газа несложно оборудовать смартфон».

Учёные использовали MFO, состоящие из органических молекул (выделены серым и чёрным) и ионов циркония (красный). Между этими молекулами образуются микроскопические отверстия, которые поглощают фосфонаты (жёлтый).

Теперь исследователи намерены найти другие способы применения нового устройства. «MOF измеряют очень низкие концентрации, поэтому с их помощью можно было бы анализировать дыхание пациента и диагностировать рак лёгких и множественный склероз, — добавляет Амелот. — Определять, не испортилась ли еда по характерному запаху продукта или отличать поддельное вино от оригинала. Другими словами, у этой технологии широкая сфера применения».

Газоанализаторы — измерительные приборы для определения качественного и количественного состава смесей газов. Их используют на взрывоопасных и пожароопасных производствах для определения содержания горючих газов, в подвалах и колодцах перед проведением огневых работ, на химически опасных производствах, в медицине и во многих других сферах.

Металлоорганические каркасные структуры — это соединения, состоящие из ионов металлов или кластеров, соединённых между собой жёсткими органическими молекулами, таким образом, чтобы формировались пористые одно-, двух- или трёхмерных структуры.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

0 Комментариев

Написать комментарий

Комментарий:

-->