Нанотехнологии на службе безопасности

// // Исследования и разработки //

Ученые из Массачусетского Технологического Университета разработали нанодетектор на основе углеродных нанотрубок. Новое устройство обладает необыкновенной чувствительностью к боевым нервно-паралитическим отравляющим газам. Нанодетектор отравляющих газов определяет ничтожные количества опасных веществ в воздухе.

Специалистами из Массачусетского Технологического университета (MIT) разработан необычайно сильный детектор отравляющих газов, таких как зарин, горчичный газ, аммиак и боевые газы нервно-паралитического действия. Детектор не превышает размеров спичечного коробка и позволяет мгновенно выводить результаты анализа на монитор. «Мы полагаем, что это устройство найдет широкое применение в органах безопасности, а также для защиты окружающей среды», - заявил Майкл Странно, профессор кафедры химических технологий. Разработанный им детектор имеет необыкновенную чувствительность, определяя один фемтомоль (около одного миллиарда молекул) вещества.

Известный нервно-паралитический газ зарин, примененный в 1995 году в токийском метро сектой Аум Сенрике убивает в течении 10 минут, будучи распылен в воздухе в ничтожной концентрации. То же касается многих других газов, потому ввод в обращение нового детектора в современных условиях просто необходим для обеспечения безопасности населения.

Конструкция детектора основана на пучке нанотрубок, лежащем поперек микроконтактов. Каждая трубка представляет собой однослойную решетку из атомов углерода, скрученную в цилиндр и функционирующую, как молекулярная нанопроволока. Наносенсор почти не требует питания - ему достаточно около 0,0003 ватт, то есть он может работать практически вечно от одной батарейки.  При попадании на трубку молекулы определенного газа меняется ее электропроводимость, причем величина изменения различна и постоянна для конкретного газа, в силу чего нетрудно определить этот газ при помощи миниатюрного устройства газовой хроматографии, подключенного к кремниевому чипу размером с копеечную монету.

Новый детектор отличается также высокой скоростью перехода к состоянию готовности после определения газа. Для достижения этого Майкл Страно и его коллеги покрыли нанотрубки молекулами аминовой группы, которые передают нанотрубкам лишнюю пару электронов. После присоединения молекулы газов отсоединяются от поверхности трубки за несколько миллисекунд, освобождая место для новых молекул. Таким образом за мизерный период времени можно определить наличие газа даже в небольшой концентрации.