Los complots de bombas podrían frustrarse con la ayuda de un sistema portátil para detectar rastros de explosivos altos utilizando nanopartículas de polímeros fluorescentes. desarrollado por A * STAR. Recubierto sobre papel, estos polímeros muestran un rendimiento de detección de explosivos mucho más robusto que los materiales anteriores con propiedades similares.

Se han desarrollado muchos métodos para detectar rastros de explosivos de alta potencia como el trinitrotolueno (TNT), pero la mayoría requiere grandes instrumentos analíticos de laboratorio, como detectores de absorción UV o espectrómetros de masas, dice Jianwei Xu del Instituto A * STAR de Investigación e Ingeniería de Materiales, quien dirigió el trabajo. "Nuestro objetivo era desarrollar un portátil, rápido, alternativa económica y muy sensible ".

Xu se centró en polímeros fluorescentes cuya emisión de luz se atenúa cuando se exponen a vapores de moléculas como TNT que contienen "grupos nitro", la estructura rica en nitrógeno que confiere a los explosivos de alta potencia sus propiedades energéticas.

Aunque ya se han desarrollado polímeros fluorescentes detectores de explosivos, ha habido obstáculos para su uso práctico, Xu explica. Algunos perdieron parte de su fluorescencia en forma sólida a través de un proceso llamado extinción causada por agregación. Otros carecían de la porosidad necesaria para la penetración de vapores de explosivos. solo conserva una respuesta efectiva cuando se forma en capas de alrededor de 2,5 nanómetros, tan delgadas, el sensor sería muy difícil de fabricar de forma económica.

Xu y sus colegas han estado desarrollando polímeros que, en lugar de perder su emisión de luz en estado sólido, volverse más brillante, un efecto conocido como emisión inducida por agregación (AIE). "Nuestra investigación anterior demostró que las películas porosas obtenidas a partir de copolímeros activos AIE muestran una fuerte respuesta al vapor de compuestos nitro, "dice Xu. El equipo ha desarrollado dos nuevos polímeros, poli (trifenileteno) (PTriPE) y poli (tetrafenileteno) (PTPE), diseñado para maximizar AIE, porosidad y sensibilidad del grupo nitro. Los múltiples grupos fenilo voluminosos de los polímeros ayudan a mantenerlos rígidos y maximizar la emisión de luz después de la agregación. Pero en presencia de grupos nitro, la transferencia de electrones entre el polímero y el analito apaga rápidamente la luz.

"Los sensores de papel fabricados al absorber las nanopartículas de polímero en un papel de filtro mostraron una alta sensibilidad para las partículas de compuestos nitro, "dice Xu. PTriPE resultó ser la elección de la pareja, detectar TNT a una concentración de cinco partes por mil millones, incluso en capas de polímero de 1000 nanómetros de espesor.

"Esta tecnología podría utilizarse en aeropuertos, puertos y para el control de fronteras para la detección de explosivos en cualquier contenedor contaminado con explosivos, ropa, cajas o bolsas, ", dice Xu. Estamos buscando la cooperación con la industria para comercializar esta tecnología".