Мощный анальгетик фентанил, который используют как наркотическое средство, убил сотни тысяч людей по всему миру с 2015 года. Сейчас его ищут с помощью рамановской спектроскопии или тест-полосок — но для этого нужно вскрывать упаковки. Майкл Мэлоун и его коллеги предложили другой способ: они научились находить фентанил даже в запечатанных непрозрачных контейнерах с помощью магнитного резонанса. Метод называется ядерный квадрупольный резонанс (ЯКР).

Ядерный квадрупольный резонанс (ЯКР) — это метод, который «слышит» слабые магнитные сигналы от ядер атомов (например, азота или хлора) в молекуле вещества. Если направить на образец радиоволну нужной частоты, атомы ответят характерным импульсом — как камертон, который звенит в ответ на нужную ноту.

Принцип прост: прибор посылает радиосигнал на частоте, которая соответствует энергии перехода ядер атомов в молекуле фентанила — например, азота или хлора. Если они есть, устройство улавливает ответный магнитный сигнал.

Такие детекторы не требуют сверхпроводящих магнитов или охлаждения до сверхнизких температур, а стоят всего несколько тысяч долларов. Правда, есть нюансы: толстый металлический слой (например, фольга) может заглушить сигнал, а сам прибор должен находиться в паре сантиметров от вещества. Но даже с этими ограничениями метод поможет находить крупные партии фентанила в аэропортах, на таможне или в почтовых отделениях.

Результаты опубликованы в издании PNAS Nexus.

Если технологию внедрят, это обеспечит:

• Скорость — не нужно вскрывать каждую посылку, можно сканировать партии.
• Скрытность — преступники не узнают, что их груз проверили.
• Доступность — детекторы дешевле существующих аналогов.

Главное преимущество — масштаб. Сейчас основная масса фентанила идет в почтовых отправлениях, и точечные проверки не справляются.

Отметим, что металлическая упаковка — серьезное препятствие. Контрабандисты быстро адаптируются: достаточно завернуть дозу в слой фольги, и детектор ее не увидит. Кроме того, ближний радиус действия (несколько сантиметров) делает метод бесполезным для проверки грузовиков или контейнеров.

Ранее ученые подробно описали применение технологии ЯКР.