Новый индикатор размером всего с почтовую марку способен определить очень слабые концентрации в воздухе сразу множества опасных промышленных химикатов. Недорогое, быстродействующее и почти универсальное устройство учёные разработали в рамках исследовательской программы «Инициатива: гены, окружающая среда, здоровье» (GEI) американского Национального института здравоохранения.
Сенсор представляет собой одноразовый массив из 36 чувствительных красителей, определённым образом реагирующих на те ли иные соединения. Когда датчик подвергается экспозиции отравляющими веществами, срабатывает несколько красок.
«Характер изменения цвета является уникальным молекулярным отпечатком пальца для любого токсичного газа, а также раскрывает его концентрацию, — рассказывает ведущий автор работы Кеннет Саслик (Kenneth S. Suslick) из университета Иллинойса (University of Illinois at Urbana-Champaign). — Сравнивая эту схему с библиотекой цветов, можно определить и оценить количественно токсичные химикаты в считанные секунды».
В ходе проверки сенсора ему предъявили 19 опасных промышленных веществ (среди них аммиак, хлор, азотная кислота и диоксид серы). Время экспозиции составило две минуты. Далее в течение нескольких секунд сенсор показал наличие львиной доли данных соединений, а уже через две минуты — 90% из них.
Создатели сенсора подчёркивают: его высокая чувствительность обусловлена тем, что каждое соединение выявляется не за счёт какой-нибудь одной специфической реакции (как лакмусовая бумажка обнаруживает кислоту), а благодаря сочетанию сразу нескольких принципиально отличных реакций, формирующих своего рода «паспорт» вещества или его «штрихкод».
В ходе опыта для считывания показаний с «марки» учёные применили планшетный сканер, но также они разработали прототип карманного считывающего устройства, состоящего из белых светодиодов подсветки сенсора и крошечной цифровой фотокамеры. Такое переносное устройство может появиться на рынке в считанные годы, — уверяют авторы изобретения, — и стоить должно недорого.
Подробности работы нового сенсора можно найти в статье в Nature Chemistry. Читайте также о миниатюрном детекторе отравленной еды.
