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一個爆炸物分子也能檢測到的新納米管傳感器

閱讀:122      發(fā)布時間:2021-7-6
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  麻省理工大學研究人員研發(fā)出一種超級靈敏的新型探測儀,該技術利用了蜜蜂毒液中一種稱為bombolitins的蛋白質片段。研究人員將這種蛋白質片斷涂在碳納米管上后發(fā)現(xiàn),這些肽類會對包括在內的硝基芳香族化合物等爆炸物起反應。該研究的麻省理工大學化學工程副教授邁克爾·斯坦諾表示,新納米傳感器將探測能力提高到了極限,能在室溫室壓下檢測到單個爆炸物分子。將檢測爆炸物的能力推進到一個分子的最后極限,比目前機場用的爆炸檢測儀靈敏很多。
  斯坦諾的實驗室已在近幾年開發(fā)出能檢出多種分子的碳納米管傳感器,這些分子包括硝基氧化物、過氧化氫、神經毒氣沙林等。這種傳感器利用了碳納米管天然熒光性質,一旦發(fā)現(xiàn)標靶分子,碳納米管就會因熒光強度改變而出現(xiàn)閃動。但這種利用熒光強度的傳感器容易受到周圍光線的影響,而且出錯率高、噪音大。
  為了避免上述缺點,新爆炸物傳感器從工作原理上對原有碳納米管傳感器進行了改進。同樣都是利用碳納米管的天然熒光特性,但新傳感器利用的是碳納米管與標靶分子結合后熒光波長的改變,并制造了一臺新型顯微鏡來讀取這些裸眼無法看到的波長變化信號。
  每種納米管—多肽組合會對不同的硝基芳香族化合物起反應。用涂有不同bombolitins的納米管,就能識別所要檢測的爆炸物的*“指紋”。此外,納米管還能檢測出爆炸物在環(huán)境中分解的產物。“比如會在環(huán)境中分解變成其他分子,這些衍生分子也能被識別出來。”斯坦諾說,“我們需要的是一個能檢測整個反應網絡和次第衍生物的傳感器平臺,而不僅僅是某一種。”
  研究證實,該傳感器還能檢測出屬于硝基化合物的兩種殺蟲劑,因此有作為環(huán)境檢測器的潛力,將來甚至能檢測出飄在空氣中的任何分子。此外,該技術還在商業(yè)和軍事上具有很大應用前景。

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