Nanourządzenie lepsze niż psi nos

Nanourządzenie lepsze niż psi nos

Naukowcy z University of California, Santa Barbara (UCSB) skonstruowali detektor, który dzięki mikroprzepływowej nanotechnologii naśladuje biologiczny mechanizm psiego węchu. Nowe rozwiązanie jest przy tym bardzo czułe, precyzyjne i przenośne.

„Psy wciąż wyznaczają najwyższe standardy wykrywania materiałów wybuchowych węchem." – stwierdził Carl Meinhart z UCSB. „Jednakże, podobnie jak człowiek, pies może mieć lepszy albo gorszy dzień, być zmęczony albo rozproszony. My skonstruowaliśmy urządzenie, które z czułością nie gorszą od psiego nosa, zarejestruje wykryte molekuły." – dodał.

Badania pokazały, że nowe urządzenie jest w stanie wykryć unoszące się w powietrzu cząsteczki 2,4-dwunitrotoluenu, które wskazują na obecność materiałów wybuchowych bazujących na dynamicie. Nowa technologia inspirowana jest śluzówką psiego nosa, która absorbuje i koncentruje unoszące się w powietrzu cząsteczki.

„Urządzenie jest w stanie w czasie rzeczywistym wykrywać i identyfikować określone typy cząsteczek o stężeniu poniżej 1 ppb (cząsteczka na miliard)." – stwierdził Brian Piorek z UCSB.

Urządzenie znajduje się na krzemowym mikrochipie wielkości odcisku palca i wykorzystuje zjawisko mikroprzepływu oraz powierzchniowo wzmocnioną spektroskopię Ramana (SERS). Mikroskopijny kanał płynu absorbuje i koncentruje cząsteczki nawet o sześć rzędów wielkości. Po zaabsorbowaniu cząsteczek przez mikrokanał, wchodzą one w reakcję z nanocząsteczkami, które pod wpływem światła laserowego wzmacniają ich sygnaturę widmową. Następnie, komputerowa baza danych identyfikuje przechwyconą cząsteczkę.

„Urządzenie składa się z dwóch części: mikrokanału, który przypomina miniaturową rzekę, która służy do więzienia cząsteczek i przekazywania ich do drugiego elementu, którym jest mini spektroskop zasilany przez laser. Te mikrokanały są dwadzieścia razy cieńsze niż ludzki włos." – stwierdził Meinhart. „Nowa technologia mogła by zostać wykorzystana do wykrywania wielu różnych molekuł." – dodał.

(lk)