Para prevenir ataques terroristas en los aeropuertos, Sería útil detectar concentraciones extremadamente bajas de explosivos de forma fácil y fiable. A pesar del desarrollo de varias tecnologías de sensores, los perros siguen siendo los detectores más eficientes. En el diario Angewandte Chemie , un equipo alemán y francés ha descrito ahora un tipo de sensor micromecánico con una estructura derivada de los órganos de los sentidos de las mariposas.
Un enfoque utilizado para los sensores se basa en microcantilevers. Estos son voladizos diminutos y flexibles como los que se utilizan para escanear superficies con microscopios de fuerza atómica. Cuando se usan en "narices químicas", los microcantillones están recubiertos con un material que se une específicamente a los analitos que se detectan. Los voladizos pueden vibrar como resortes. Cuando las moléculas de analito se unen a un microcantilever, su masa cambia junto con su frecuencia de vibración. Este cambio se puede medir.
Debido a su muy baja presión de vapor a temperatura ambiente, el muy sensible, La detección fiable de explosivos sigue siendo un gran desafío. Para hacer que los microcantilevers sean más sensibles al explosivo trinitrotolueno (TNT), grupos de investigación dirigidos por Denis Spitzer en el Instituto de Investigación Franco-Alemán de Saint Louis y Valérie Keller en el Laboratoire des Matériaux, Surfaces et Procédés pour la Catalyze en Estrasburgo se han inspirado ahora en el órgano sensorial altamente sensible de algunos tipos de mariposas. Las polillas de seda masculinas utilizan este órgano para reconocer las moléculas de feromonas excretadas por las hembras cuando aterrizan en sus anchas antenas. Estas antenas están cubiertas de sensilla, que son pelos porosos que contienen neuronas de detección de sustancias químicas.
Los científicos equiparon sus micro voladizos como las antenas de mariposa. Los recubrieron con una densa capa ordenada en tres dimensiones de nanotubos de dióxido de titanio orientados verticalmente, como la mariposa sensilla. Esto tiene varias ventajas:la superficie específica de los microcantilevers aumenta significativamente; El dióxido de titanio se une bien a sustancias que contienen grupos nitro. que son característicos del TNT y otros explosivos; además, los tubos tienen una estructura abierta, que mejora el movimiento de la masa y asegura una rápida respuesta del sensor.
Los tubos miden aproximadamente 1700 nm de largo y tienen un diámetro exterior de aproximadamente 100 nm y un espesor de pared de 20 nm. Cada voladizo tiene capacidad para unos 500, 000 de estos nanotubos.
Para propósitos de prueba, los investigadores vaporizaron TNA calentando un cristal diminuto. El sensor pudo detectar concentraciones de menos de una parte por billón (ppt) en 3 minutos. Los investigadores ahora están trabajando en la construcción de un sistema de detección selectiva de explosivos u otros gases basado en este método.
