Un détecteur d'explosifs ultrasensible

Un capteur à nanofil fabriqué par des chercheurs de l'Université de Tel Aviv peut détecter des traces extrêmement petites d'explosifs couramment utilisés dans un liquide ou dans l'air en quelques secondes. L'appareil est mille fois plus sensible que l'étalon-or actuel en matière de détection d'explosifs : le chien renifleur.

Détecteur de bombe : Les nanofils de silicium traités chimiquement au centre de cette puce de verre changent de conductance lorsqu'ils sont exposés à de minuscules traces d'explosifs dans l'air ou les liquides.

Le capteur pourrait être produit à moindre coût et intégré à un instrument portatif pour détecter les mines terrestres enfouies ou les explosifs dissimulés aux points de contrôle de sécurité, selon Fernando Patolsky , un professeur de chimie qui a dirigé les travaux, qui ont été publiés dans la revue chimie appliquée La semaine dernière. Les chercheurs développent un instrument portable basé sur cette technologie. Leur premier prototype a à peu près la taille d'une brique. Nous pourrions placer les capteurs partout dans un aéroport, dans tous les coins d'un centre commercial, dit Patolsky.

Les chiens dressés ont toujours été utilisés pour flairer les bombes et les mines terrestres, car ils peuvent sentir les explosifs à des concentrations de quelques parties par milliard. Mais il faut des dizaines de milliers de dollars pour former et entretenir un chien renifleur, donc les détecteurs portables promettent une solution moins chère et plus portable.

Le réseau de nanofils n'est pas le premier appareil à atteindre des niveaux canins de sensibilité au reniflement d'explosifs. Un système développé par Technologies ICx , basé à Arlington, Virginie, peut détecter les vapeurs dégagées par les explosifs avec une sensibilité correspondant à celle d'un nez canin. Au lieu de nanofils, le système ICx utilise des polymères qui brillent ou cessent de briller en réponse à des traces d'explosif dans une vapeur en quelques secondes. Cet appareil est utilisé sur les champs de bataille en Irak et en Afghanistan, et la US Transportation Security Administration a récemment commencé à l'utiliser dans les aéroports, mais la plupart des aéroports s'appuient toujours sur des instruments de la taille d'un four à micro-ondes qui prennent des minutes plutôt que des secondes pour détecter les explosifs dans les écouvillons prélevés. des bagages ou de la peau des passagers.

Le nouvel appareil de l'Université de Tel Aviv est mille fois plus sensible que n'importe quel détecteur existant, y compris l'appareil ICx. Les chercheurs l'ont utilisé pour détecter le TNT et les explosifs plastiques RDX et PETN à des concentrations inférieures à une partie par billion en quelques secondes.

Le dispositif se compose d'une puce contenant un réseau de nanofils de silicium recouverts d'un composé d'amine organique qui se lie aux explosifs, modifiant la conductance des fils. Patolsky dit que l'astuce consiste à faire croître des nanofils aux endroits souhaités et le long d'une direction définie sur la puce. Une fois le réseau développé, les chercheurs enduisent les nanofils et déposent les électrodes. Lors de tests en laboratoire, la puce a été exposée à des solutions liquides contenant des explosifs, ainsi qu'à des vapeurs de TNT mélangées à de l'air. Les chercheurs travaillent sur l'emballage de la puce avec des pompes microfluidiques et de l'électronique pour fabriquer un détecteur portable à faible consommation.

Aimee Rose, chercheuse chez ICx Technologies, déclare que l'utilisation de réseaux de nanofils pour la détection est très prometteuse car la méthode est si sensible, permettant aux développeurs potentiels de mettre de nombreux capteurs dans un faible encombrement, mais la méthode devra prouver son courage avec de vrais. échantillons de vapeur du monde.

professeur de chimie au MIT Timothée Swager est d'accord, soulignant qu'actuellement, le réseau ne fonctionne de manière convaincante que lors de la détection d'explosifs dans une solution. Il est moins efficace pour détecter les vapeurs d'explosifs de la peau ou des biens d'une personne, dit-il, notant que le réseau fonctionne mieux lorsque des échantillons d'air contenant de la vapeur de TNT sont soufflés directement sur les nanofils.

professeur de chimie à l'université Harvard Charles Cher dit que l'approche du capteur à nanofils est beaucoup plus sensible que la technologie polymère ICx, qui a été développée dans le laboratoire de Swager, mais elle n'a pas encore été prouvée comme la technologie ICx l'a fait. Lieber, qui se concentre sur les applications biomédicales des transistors à nanofils, dit que la recherche israélienne montre que la détection par nanofils pourrait être appliquée à la détection d'explosifs et pourrait être facilement commercialisée. Il n'y a pas de limites à la méthodologie de mon point de vue… elle a le potentiel de révolutionner la détection d'explosifs.

Patolsky et ses collègues fabriquent maintenant de plus grands réseaux de nanofils recouverts de différentes molécules pour détecter d'autres types d'explosifs.

cacher