I complotti delle bombe potrebbero essere sventati con l'aiuto di un sistema portatile per rilevare tracce di esplosivi ad alto potenziale usando nanoparticelle polimeriche fluorescenti, sviluppato da A*STAR. Rivestito su carta, questi polimeri mostrano prestazioni di rilevamento degli esplosivi molto più robuste rispetto ai materiali precedenti con proprietà simili.

Sono stati sviluppati molti metodi per rilevare tracce di esplosivi ad alto potenziale come il trinitrotoluene (TNT), ma la maggior parte richiede grandi, strumenti analitici di laboratorio come rivelatori di assorbimento UV o spettrometri di massa, afferma Jianwei Xu dell'A*STAR Institute of Materials Research and Engineering, che ha condotto i lavori. "Volevamo sviluppare un portatile, Presto, alternativa poco costosa e altamente sensibile."

Xu si è concentrato sui polimeri fluorescenti la cui emissione di luce si attenua quando esposta a vapori di molecole come il TNT che contengono "nitrogruppi", la struttura ricca di azoto che conferisce agli alti esplosivi le loro proprietà energetiche.

Sebbene polimeri fluorescenti per la rilevazione di esplosivi siano stati sviluppati in precedenza, ci sono stati ostacoli al loro uso pratico, Xu spiega. Alcuni hanno perso parte della loro fluorescenza in forma solida attraverso un processo chiamato spegnimento causato dall'aggregazione. Altri non avevano la porosità necessaria per la penetrazione del vapore degli esplosivi, conservando una risposta efficace solo quando formato in strati di circa 2,5 nanometri, così sottili, il sensore sarebbe molto difficile da fabbricare a buon mercato.

Xu e i suoi colleghi hanno sviluppato polimeri che, piuttosto che perdere la loro emissione luminosa allo stato solido, diventare più luminoso, un effetto noto come emissione indotta dall'aggregazione (AIE). "La nostra precedente ricerca ha dimostrato che i film porosi ottenuti dai copolimeri attivi AIE mostrano una forte risposta al vapore dei nitro-composti, " dice Xu. Il team ha ora sviluppato due nuovi polimeri, poli(trifenil etene) (PTriPE) e poli (tetrafenil etilene) (PTPE), progettato per massimizzare l'AIE, porosità e sensibilità ai nitrogruppi. I gruppi fenile multipli e voluminosi dei polimeri aiutano a mantenerli rigidi e a massimizzare l'emissione di luce dopo l'aggregazione. Ma in presenza di nitrogruppi, il trasferimento di elettroni tra polimero e analita spegne rapidamente la luce.

"I sensori di carta fabbricati assorbendo le nanoparticelle polimeriche sulla carta da filtro hanno mostrato un'elevata sensibilità per le particelle di nitro-composti, " dice Xu. PTriPE ha dimostrato di essere la scelta della coppia, rilevando TNT a una concentrazione di cinque parti per miliardo, anche in strati polimerici spessi 1000 nanometri.

"Questa tecnologia potrebbe essere utilizzata negli aeroporti, porti e per il controllo delle frontiere per l'individuazione di esplosivi in ​​eventuali contenitori contaminati da esplosivi, capi di abbigliamento, scatole o sacchetti, " dice Xu. "Stiamo cercando una cooperazione con l'industria per commercializzare questa tecnologia".