Un nuovo tipo di sensore ha il potenziale per sostituire i cani da fiuto quando si tratta di rilevare esplosivi come il TNT. Questa settimana, ricercatori di un certo numero di istituzioni tra cui TU Delft stanno pubblicando un articolo su questo argomento nella rivista dell'American Chemical Society Nano lettere .

Strutture a gabbia

'Per la prima volta in assoluto, abbiamo utilizzato molecole con una struttura a gabbia di tipo lanterna per fabbricare nanosensori sensibili in grado di rilevare sostanze esplosive come il TNT', dice il ricercatore Louis de Smet (affiliato con TU Delft e Wageningen University).

"Queste strutture a gabbia hanno una capacità di circa 1 nanometro cubo, che ospita precisamente una singola molecola di TNT.' Ricercatori della TU Delft, l'Università di Twente, Ricerca Philips, la City University di Hong Kong e l'Università di Melbourne hanno legato chimicamente uno strato ultrasottile di queste gabbie appositamente sviluppate alla superficie di un chip sensore contenente alcune dozzine di nanosensori sensibili. Una singola gabbia non è sufficiente per il rilevamento.

Poroso

"Le molecole porose sono usate abbastanza spesso per catturare le molecole ambientali", spiega De Smet. 'Nel caso di molecole relativamente piccole, come con gli esplosivi, la sfida consiste nell'assicurare che la struttura della gabbia non solo sia della giusta dimensione, ma che abbia anche i giusti punti di ancoraggio in modo che la molecola possa scattare in posizione, rendendola così rilevabile. Per questo lavoro, utilizziamo quindi strati costituiti dalle cosiddette molecole MOP (Metal-Organic Polyhedra). Attraverso la variazione con un gran numero di proprietà geometriche ed elettroniche di queste complesse molecole a gabbia, siamo in grado di catturare le molecole "esplosive" che stiamo cercando. E la presenza di una tale molecola fa sì che anche la conduttanza elettrica dei nanofili di silicio sottostanti cambi in modo molto caratteristico. Possiamo misurare questo e quindi confermare che abbiamo effettivamente trovato molecole di TNT da un esplosivo.'

Cane da fiuto

'Infine, potremmo essere in grado di utilizzare questo tipo di sensore per rilevare esplosivi - in una situazione di guerra, Per esempio, o di fronte a una minaccia terroristica', dice De Smet. 'Attualmente, molto diverso, i metodi qualitativi sono usati principalmente per questo, che coinvolgono reazioni chimiche che causano cambiamenti di colore, ad esempio, o il dispiegamento di cani da fiuto. La cosa grandiosa del nostro metodo è che non solo puoi rilevare se ci sono tracce di TNT, ma puoi anche determinarne la quantità.'