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可以喷墨打印且成本低廉的氨水传感器,能够探测到爆炸物

  爆炸物探测的应用范围非常广,从阿富汗战场上的IED(Improvised Explosive Device,即自制爆炸物)到机场安检、海关检查等。如果要找出并识别爆炸物就需要在全世界布置成千上万的探测器。对于探测器,一个非常实际的问题就是便宜的探测器不准确,而精确度高的探测器又非常昂贵,或者非常难于批量生产。 

 
  除了警犬,改良的探测器主要使用UV感光照射、terrahertz辐射扫描仪,甚至是使用蜂毒的感应器。大多数距离很远就能够探测到爆炸物的感应器采用的都是“离子迁移光谱”(ion mobility spectrometers,简称IMS)。简言之,就是将空气中的分子电离,然后测量离子通过一个“漂移管”(drift tube)的速度。这是测量爆炸物的一种非常精确而灵敏的方法,但是同样也依赖于非常昂贵的、非常难于生产的设备。 
 
  如果有一种东西能够非常灵敏,但是成本非常 – 就像打印一个文件一样,那么,探测器就可以广泛地在各个地方设置了。 
 
  而实际上还真的就有这样一种东西。在佐治亚理工学院(Georgia Tech Research Institute),一个由首席研究科学家Krishna Naishadham博士领导的小组已经创造出了一种可以喷墨打印的氨水传感器,非常便宜,能够探测到爆炸物。氨水是很多爆炸物的制造原料。 
 
Judy Song和Krishna Naishadham展示两个无线爆炸物探测装置的原型。
 
  创造这种传感器的过程包括将碳纳米管打印到纸张或者纸张类的材料上,比如聚对苯二甲酸乙二(醇)酯(polyethylene terephthalate.),墨水含有乳胶固定的银纳米颗粒。银纳米颗粒能够在212华氏(100摄氏度)的温度下通过一个喷墨打印机。喷墨经过超声波处理,改变了粘性,提高了喷墨的有效性。完成以后,喷墨形成纳米级的管 – 纳米管。纳米管的直径只有百亿分之一的米,宽度只有头发丝的5万分之一。当纳米管涂抹上一层能够吸引氨水的导电聚合物后,它就变成一个能够有效探测爆炸物的感应器了。它能够探测到的氨水量可以低至5ppm(百万分之五)。 
 

(责任编辑:Ioter)

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