Новости химической науки > полимерный сенсор для определения паров тротила

Флуоресцентный сенсор на взрывчатые вещества, разработанный исследователями в Массачуссетском технологическом институте (MIT) в 30 раз более чувствителен, чем предыдущие прототипы. Такой сенсор может с легкостью определять пары ТНТ в концентрациях, меньших чем 1 часть на миллиард.

Основа полупроводникового сенсора - поливинилфенилен, защищенный параллельными алкильными цепочками.

Профессор Тимоти М. Свэйджер и его сотрудники ранее уже сообщали о возможности определения различных соединений в низких концентрациях за счёт погашения флуоресценции полупроводящих органических полимеров. Теперь, в сотрудничестве с группой профессора Владимира Буловича, ими показано, что предел обнаружения уменьшается по меньшей мере в 30 раз, когда органический полимер испускает стимулированное излучение. Взаимодействие между полимером и определяемым веществом понижает интенсивность стимулированного излучения, что и служит аналитическим сигналом. "Этот подход можно с успехом применять для любой системы, способной к стимулированному излучению", - говорит Свэйджер.

Подвергая полимерную плёнку облучению импульсами с длиной волны в 337 нм, и энергией выше порогового значения, можно добиться её стимулированного излучения.

Система, изученная исследователями из MIT, использует полимер, обладающий низким порогом испускания. «Вместо того, чтобы «ударять по нему кувалдой», мы используем менее интенсивный источник энергии», - говорит Свэйджер. Стимулируя излучение энергией, лишь не намного превышающий пороговое значение, что увеличивает чувствительность, существенно уменьшается количество вещества, требуемое для гашения излучения.

Научная группа работала с тонкими плёнками полимера, создавая три типа устройств: волновод, дифракционную решётку, и оптоволокно с полимерным покрытием. То, что для определения ТНТ может быть использован любой из них, показывает, "что наблюдаемый эффект не зависит от геометрии", - утверждает Свэйджер.

Майкл Дж. Сэйлор, профессор из Калифорнийского университета (University of California) в Сан Диего, который также занимается разработкой сенсоров, говорит: "В работе Свэйджера высокая чувствительность обеспечивается за счёт различных легко создаваемых оптических структур, что открывает пути для использования подобных сенсоров в портативных и малоэнергоёмких устройствах. Пути применения результатов этой работы могут оказаться невероятно широки".

В соответствии с данными Свэйджера, сенсорными свойствами полимер обязан необычной архитектуре. Привитые алкильные цепочки выстраиваются параллельно сопряжённому «скелету», заслоняя его и защищая от разложения. Как и другие полимерные сенсоры Свэйджера, этот был произведён компанией Номадикс, город Стиллуотер, Оклахома, специализирующейся на оборонных технологиях. Свэйджер работает в ней консультантом.

Источник: C&EN News