Scienziati dell'Università Politecnica di Tomsk e dell'Università di Chimica e Tecnologia (Praga, Repubblica Ceca) hanno creato nuovi sensori chimici per spettrometri Raman, dispositivi che misurano la composizione quantitativa e qualitativa delle sostanze e delle loro strutture con elevata precisione. Hanno dotato i sensori di composti chimici organici e per la determinazione di coloranti vietati in Europa e metalli pesanti nell'acqua a concentrazioni ultrabasse.

Gli ultimi risultati dello studio sono stati pubblicati in Sensori e attuatori B:Chimico .

I sensori sono costituiti da un materiale multistrato basato su una sottile pellicola d'oro di 1x0,5 cm. La superficie del substrato viene modificata in una struttura ondulata. Utilizzando reagenti speciali, Gli scienziati del TPU innestano composti organici sulla superficie del substrato mediante una modifica della superficie covalente tramite la chimica del diazonio.

'La novità è che abbiamo combinato metodi chimici e fisici, "dice Pavel Postnikov, professore associato del Dipartimento di Sostanze organiche e materiali polimerici. 'I nostri colleghi a Praga hanno preparato i substrati utilizzando metodi fisici e abbiamo modificato i composti organici utilizzando metodi chimici. I sensori risultanti sono stati in grado di rilevare metalli pesanti a concentrazioni ultrabasse. Siamo in grado di monitorare le concentrazioni di tracce di sostanze. Così, la sensibilità dei sensori per i coloranti raggiunge 10-16 mol, e per i metalli pesanti, sono circa 10-14 mol.

"Il processo di analisi è molto semplice:mettiamo il sensore nell'acqua, e molecole di sostanze tossiche vengono immobilizzate sulla superficie del substrato. L'analisi dei coloranti è più difficile, ' lui dice. 'Utilizziamo un polimero interessante che è solubile in acqua a temperatura ambiente e quando riscaldato si trasforma in una forma insolubile. Le catene polimeriche catturano le molecole di colorante e, quando riscaldato, premerli in superficie. Quindi, estraiamo il substrato e lo mettiamo nello spettrometro. Otteniamo il risultato in due minuti.'

A lungo termine, questi sensori possono essere utilizzati per monitorare i liquidi nella tecnologia alimentare, medicina e studi ambientali.

'Occorrono diversi minuti per eseguire questa analisi. Perciò, può essere utilizzato in loco. Per esempio, è possibile analizzare campioni da serbatoi e ricevere un risultato immediato che mostra se ci sono sostanze tossiche presenti nell'acqua, anche a concentrazioni ultrabasse, "dice Postnikov.