Сверхчувствительные датчики из нанотрубок могут обнаружить токсины, недорого

Автор: kolinos | Рубрика: Статьи и обзоры

Если вы можете что-то измерить, значит, вы можете это улучшить

Ученые из Стэнфордского университета создали относительно недорогой датчик на основе углеродных нанотрубок (оказывается, эти штуки такие полезные!), который может обнаружить низкие концентрации тринитротоуола (тротила) и опасного отравляющего вещества зарина в воде. Это может быть полезно для раскрытия террористических атак на водопроводные магистрали или для выявления выщелачивания тротила вблизи производства и складов боеприпасов. Но в принципе, этот тип датчика также может быть использован для обнаружения других видов токсинов и содействия в отслеживании источников загрязнений.

Вся прелесть этих приборов заключается в том, что они гораздо чувствительнее, чем существующие (по крайней мере, в этом ценовом диапазоне), поскольку в настоящее время мы имеем возможность получить очень чувствительные измерения только с помощью дорогостоящего оборудования.

Для изготовления этих сверхчувствительных датчиков, способных устойчиво функционировать под водой, была использована сетка транзисторов из полупроводниковых углеродных нанотрубок.

В новостях Стэнфордского университета пишется:

«Нанотрубки – это свернутый лист из атомов углерода, толщиной в один атом. Следовательно, каждый атом находится как бы на поверхности листа. Это делает одностенные нанотрубки очень чувствительными к близлежащим молекулам, которые могут находиться в пробе воды, говорит исследователь и соавтор статьи Мельбурн Лемье. [...] Сам чип изготовлен из недорогой, гибкой пластиковой подложки, а не более дорогостоящего и жесткого кремния, который используется в большинстве компьютерных чипов. Исследователи также используют тонкий слой полимерного подзатворного диэлектрика, который позволяет устройству функционировать на менее чем 1 вольт электроэнергии. [...] В лабораторных условиях Лемье и Робертс установили, что при смачивании чипов водой с концентрацией тротила или метилфосфоната этана (двоюродного брата зарина) всего лишь 2:1 000 000 000, они незамедлительно и безошибочно реагировали изменением силы электрического тока».

Если бы подобные датчики можно было усовершенствовать для обнаружения других загрязняющих веществ, то они могли бы быть установлены на местах, собирая данные с которых, мы составили бы карты загрязняющих веществ целых регионов (и, в конечном счете, планеты) в режиме реального времени. Мы могли бы лучше определить источники загрязнения и проследить, как они «путешествуют» по экосистемам и пищевой цепи. Мы могли бы отреагировать прежде, чем люди и животные отравятся. Это было бы действительно полезно!

Поделиться в соц. сетях