Nanocząstki złota do szybkiej detekcji niebezpiecznych związków chemicznych

Naukowcy opracowali nowy system pozwalający na szybką detekcję śladowych stężeń substancji chemicznych takich jak: zanieczyszczenia, materiały wybuchowe czy narkotyki. Zaproponowany sensor pozwala na wykrycie pojedynczej oznaczanej cząsteczki spośród 10.000 bilionów cząsteczek wody w czasie kilku milisekund w wyniku jej wiązania na samoorganizującej się monowarstwie nanocząstek złota. Technologia otwiera drogę do konstrukcji nowych urządzeń o szerokim spektrum zastosowań i równocześnie charakteryzujących się zwartą budową, prostym procesem produkcji oraz możliwością wielokrotnego użytku.

Rys. 1 Grafika komputerowa- nanocząsteczki złota na Nanocząstki złota do szybkiej detekcji niebezpiecznych związków chemicznychpodwójnej warstwie płynnej, prawa autorskie: Image courtesy of Imperial College London

Jednym z potencjalnych zastosowań systemu może być jego wykorzystanie do wykrywania śladowych ilości materiałów wybuchowych lub narkotyków pozostawionych przez przestępców na powierzchniach, których dotykali. Tego typu urządzenia niewątpliwie mogą pomóc stróżom prawa w identyfikacji i rozwiązaniu spraw dotyczących nielegalnych substancji. Ponadto, ze względu na wysoką czułość i możliwość wykonywania pomiarów w terenie, system może posłużyć do detekcji niewielkich stężeń specyficznych cząsteczek w miejscach publicznych.

Identyfikacja związków chemicznych odbywa się z wykorzystaniem techniki SERS (z ang. Surface Enhanced Raman Scattering). Technika wykorzystuje fakt, że każda cząsteczka rozprasza światło w niepowtarzalny sposób. Wcześniejsze badania wykazały, że sygnał może być wzmocniony poprzez wychwyt cząsteczek na warstwie nanocząstek złota. Jednakże produkcja takich urządzeń jest dość skomplikowana. Naukowcom udało się rozwiązać ten problem poprzez zastosowanie dwóch niemieszających się płynów (np. wody i oleju) lub cieczy i powietrza. Wówczas poprzez odpowiednią regulację ładunku elektrycznego i składu roztworu możliwe jest uzyskanie układu, w którym nonocząstki złota układają się na granicy faz dwóch niemieszających się płynów lub pomiędzy cieczą a powietrzem. Ponadto, w przypadku zaburzenia układu, nanocząstki złota samoistnie powracają do wcześniejszego ułożenia, przez co tego typu urządzenia są bardziej trwałe niż konstrukcje, w których cząstki te są sztywno umieszczone.  Kolejną zaletą układu jest możliwość wymiany roztworu i nanocząstek złota w celu regeneracji urządzenia.

Dotychczasowe wyniki badań są obiecujące i mogą stanowić podstawę do opracowywania nowych detektorów stosowanych w trudnych warunkach środowiskowych.

  1. Michael P. Cecchini, Vladimir A. Turek, Jack Paget, Alexei A. Kornyshev, Joshua B. Edel. Self-assembled nanoparticle arrays for multiphase trace analyte detection. Nature Materials, 2012
  2. http://www.sciencedaily.com/releases/2012/11/121120152338.htm

Opracowała: Ilona Sadok

Korekta: Magdalena Senderowska

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*