研究人员研发可以检测爆炸物和污染物的超灵敏传感器

研究人员开发了一种基于黑硅的超灵敏探测器,可用于识别大多数爆炸物或剧毒污染物,以进行医学和法医分析。

  研究人员开发了一种基于黑硅的超灵敏探测器,可用于识别大多数爆炸物或剧毒污染物,以进行医学和法医分析。这项发表在《 美国化学学会传感器》杂志上的研究指出,这种新设备可以检测出构成大多数爆炸物的微量硝基芳族化合物。

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研究人员开发了一种超灵敏探测器,可以探测爆炸物和剧毒污染物

  来自俄罗斯远东联邦大学(FEFU)的研究人员说,该传感器是由黑色硅树脂制成,它具有超细的纳米级尖刺表面,具有独特的光学性能。他们说,该传感器表面覆盖有一层称为咔唑的复杂有机分子,可赋予底物某些重要功能,例如将硝基芳族化合物结合并浓缩在表面上的能力。

  咔唑层使该设备对广泛传播的硝基芳族物质(例如三硝基甲苯,通常称为TNT)敏感。但是,研究人员补充说,该传感器不会对其他分子(如苯、甲醇、乙醇等)的存在做出反应。

  研究的共同作者、FEFU的Alexander Kuchmizhak说:“硝基芳族化合物存在于油漆厂或军事设施的废水中,对环境极为危险。此外,它们也是许多炸药的一部分。他们在痕量浓度的检测是一项重要而复杂的实际任务。

  研究指出,该传感器通过记录咔唑层与光反应方式的变化来识别硝基芳族化合物的存在。

  Alexander Kuchmizhak解释说:“将黑硅独特的形态和光学特性与易于使用的表面化学方法相结合,以利用咔唑分子对硅表面进行功能化,可以实现前所未有的灵敏度。”他说,该传感器可以检测到浓度低至万亿分之一的硝基芳族化合物。

  研究人员还指出:“极宽的动态测量范围是由黑硅独特的尖峰形态引起的,该形态使了咔唑分子局部浓度不均匀,从而形成了具有不同灵敏度的表面部位。”

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