شريحة نانومترية لكشف المتفجرات

وتتمكن الشريحة من اكتشاف المتفجرات الموجودة في الهواء بتركيزات منخفضة للغاية لعدد من الجزيئات من أصل 1000 تريليون (ألف مليار).

[ترجمة د.نحماني موشيه]
تمكن مستشعر تكنولوجيا النانو من استشعار وجود جزيئات متفجرة بشكل أفضل من أنف الكلب. الجهاز عبارة عن جهاز محمول ورخيص الثمن ودقيق بشكل لا يصدق، وهو قادر على اكتشاف المتفجرات في الهواء بتركيزات منخفضة للغاية لعدد من الجزيئات من أصل 1000 تريليون (ألف مليار).

تعتمد قوات الأمن في جميع أنحاء العالم على معدات متطورة ومحترفين مدربين وكلاب بوليسية لتأمين المطارات وغيرها من الأماكن العامة للحماية من الهجمات الإرهابية. تم تصميم شريحة إلكترونية مبتكرة وثورية تتضمن أجهزة استشعار كيميائية نانومترية لتسهيل عملها.

ويتمكن المستشعر المبتكر، الذي طوره البروفيسور فرناندو بيتولسكي من كلية الكيمياء ومركز علوم النانو وتكنولوجيا النانو في جامعة تل أبيب، من استشعار جزيء المتفجرات بشكل أكثر فعالية من أنف الكلب. وقد نشرت نتائج البحث مؤخرا في المجلة العلمية Nature Communications. إن أجهزة الاستشعار الحالية للكشف عن المتفجرات هي أجهزة باهظة الثمن وضخمة الحجم وتتطلب تحليلاً احترافيًا للنتائج. وفي المقابل، فإن الجهاز الجديد هو جهاز محمول ورخيص الثمن ودقيق بشكل لا يصدق، وهو قادر على اكتشاف المتفجرات في الهواء بتركيزات منخفضة للغاية لعدد من الجزيئات من أصل 1000 تريليون (ألف مليار).

وقال البروفيسور بيتولسكي: "بمساعدة شريحة صغيرة واحدة تتكون من مئات من أجهزة الاستشعار شديدة الحساسية، نحن قادرون على اكتشاف آثار دقيقة جدًا للمتفجرات شديدة التطاير في عينات الهواء، وتوصيفها بدقة وتمييزها عن المواد الأخرى غير الخطرة". ، أحد الباحثين الناجحين في مجال تكنولوجيا النانو. "في الوقت الحقيقي، جهازنا قادر على اكتشاف الأشكال الجزيئية الصغيرة في الهواء بتركيزات منخفضة للغاية (جزء لكل كوادريليون)، وهو مستوى أكثر حساسية من أربعة إلى خمسة أوامر من أي طريقة كشف أخرى موجودة، و المستوى الذي يكون أكثر حساسية بمقدار مرتين إلى ثلاث مرات من مستوى حساسية الكلب. وأضاف البروفيسور بيتولسكي: "يمكن للرقاقة الخاصة بنا اكتشاف المتفجرات المرتجلة، مثل ترياسيتون (TATP، ترياسيتون ثلاثي بيروكسيد)، وهي مادة متفجرة تستخدم في الهجمات الإرهابية التي يقوم بها الانتحاريون، سواء في إسرائيل أو في جميع أنحاء العالم".

تعتبر مجموعات الترانزستورات النانوية المستخدمة في النموذج الأولي للمستشعر حساسة بشكل خاص للمواد الكيميائية، وتسبب هذه التغييرات في التوصيل الكهربائي للمستشعر لحظة ملامستها لسطح الشريحة. بمجرد أن يتلامس جزيء واحد من المادة المتفجرة مع أجهزة الاستشعار، فإنه يرتبط بها ويبدأ تحليلًا رياضيًا دقيقًا وسريعًا للمادة. وقال البروفيسور بيتولسكي: "إن الأشخاص الحساسين يتأثرون بمزاجهم، والطقس، وحالتهم الصحية، وعبء العمل المفروض عليهم، والحالة المفرطة في نظامهم الشمي، وما إلى ذلك". "بالإضافة إلى ذلك، لا يمكنهم أيضًا إخبارنا عن رائحتهم. تعتبر أنظمة الاستشعار الآلية مرشحة أكثر فعالية من الكلاب، وهي تعمل على الأقل مثل الطبيعة، أو حتى أفضل منها. هذه ليست مهمة سهلة، لكننا تمكنا من تحقيقها من خلال تطوير تقنيات مبتكرة مثل أجهزة الاستشعار الخاصة بنا."

http://www.youtube.com/watch?v=IWGsZo7svvo

يمكن لجهاز استشعار الكشف عن آثار المتفجرات، والذي لا يزال في مرحلة النموذج الأولي، اكتشاف عدة أنواع مختلفة من المتفجرات على ارتفاع عدة أمتار فوق سطح الأرض في الوقت الفعلي. تم اختبار المستشعر وكان قادرًا على اكتشاف المتفجرات الشائعة مثل مادة تي إن تي (ويكيبيديا)، RDX (ويكيبيديا) و همكس (ويكيبيديا)، المستخدمة في أساليب التفجير التجارية والتطبيقات العسكرية، وكذلك المتفجرات القائمة على البيروكسيد مثل TATP (ويكيبيديا) و همتد (ويكيبيديا). حيث يتم استخدام الأخيرة في القنابل محلية الصنع ويصعب اكتشافها باستخدام التقنيات الموجودة.
وقال البروفيسور بيتولسكي: "إن الاختراق الذي حققناه يكمن في إمكانية التغيير الكامل للطريقة التي نتعرف بها على المواد الخطرة، الأمر الذي سيوفر بالتأكيد للمواطنين قدرًا أكبر من الأمان". "إن الكشف السريع والأكثر حساسية للكميات الدقيقة من المتفجرات في الهواء سيوفر لنا عالمًا أفضل وأكثر أمانًا."

واستثمرت شركة Tracens أكثر من 10 ملايين دولار في البحث وتطوير الجهاز منذ عام 2007، ويأمل الباحثون في تسويق الجهاز في العام المقبل. يجري البروفيسور بيتولسكي وفريقه البحثي حاليًا اختبارات ميدانية واسعة النطاق للأجهزة النموذجية للمستشعر الجديد.

أخبار الدراسة

موقع الشركة