Нано против взрывчатки и ядов

Ученые спроектировали крошечные металлические наноструктуры для датчиков, применяемых в устройствах безопасности — для обнаружения ядов и взрывчатых веществ, а также для чувствительных медицинских приборов.

Новые наносенсоры с высокой точностью позволят обнаруживать молекулы отравляющих веществ или взрывчатки в транспорте или определенные белки в образцах крови пациентов.

Группа ученых показала, что если совместить вместе две определенных наноструктуры из золота и серебра, можно будет собрать устройство, которое при дальнейшей доработке будет обладать высочайшей чувствительностью для обнаружения специфических химикатов в любой среде.

Каждая из наноструктур примерно в 500 раз меньше диаметра человеческого волоса. Одна похожа на диск, а другая на пончик, с отверстием в середине. Вместе они ведут себя иначе, чем по отдельности. Ученые заметили, что попарно эти наноструктуры рассеивают определенные цвета в пределах белого намного меньше, приводя к большему пропусканию света сквозь структуру без помех. Это сильно отличается от того, как обе наноструктуры рассеивают свет по отдельности. Данное снижение взаимодействия со светом связано с молекулярным составом в непосредственной близости к структурам. Ученые надеются, что результаты исследования в скором времени позволят произвести сверхчувствительные датчики.

Ведущий ученый проекта профессор Стефан Майер из отделения физики института наук безопасности сказал: «Разбиение этих структур на пары приводит к возникновению уникального эффекта. Способ, которым они рассеивают свет, может оказаться очень полезным, поскольку наноструктуры оказываются весьма чувствительными к изменениям в окружающей среде. В ходе последующих работ мы намерены показать всю пользу изготовления датчиков на основе таких структур».

Сенсоры можно будет настроить на обнаружение химикатов: на наноструктуры будут нанесены так называемые молекулярные ловушки, которые будут реагировать только на целевые молекулы. После попадания в ловушку молекулы сменят цвет, который наноструктуры устройства поглотят, затем рассеют и оповестят сенсор о наличии цели. Следующим шагом группы ученых будет проверка наноструктур на способность обнаружения целевых веществ.

«Это исследование — замечательный пример того, как концепции различных областей физики дополняют друг друга, ведь в сущности наши наносенсоры — это классический аналог электромагнитно индуцированной прозрачности. Известный, кстати, феномен в квантовой механике», заключил профессор.

11.04.2009