Des scientifiques de l'Université polytechnique de Tomsk et de l'Université de chimie et de technologie (Prague, République tchèque) ont créé de nouveaux capteurs chimiques pour les spectromètres Raman, dispositifs qui mesurent la composition quantitative et qualitative des substances et de leurs structures avec une grande précision. Ils ont équipé des capteurs de composés chimiques organiques et de détermination des colorants interdits en Europe et des métaux lourds dans l'eau à des concentrations ultra-faibles.

Les derniers résultats de l'étude ont été publiés dans Capteurs et actionneurs B :Chimique .

Les capteurs sont constitués d'un matériau multicouche à base d'un mince film d'or mesurant 1x0,5 cm. La surface du substrat est modifiée en une structure ondulatoire. En utilisant des réactifs spéciaux, Les scientifiques de TPU greffent des composés organiques à la surface du substrat par une modification de surface covalente via la chimie du diazonium.

« La nouveauté est que nous avons combiné des méthodes chimiques et physiques, " dit Pavel Postnikov, professeur agrégé du Département des substances organiques et des matériaux polymères. «Nos collègues de Prague ont préparé les substrats à l'aide de méthodes physiques et nous avons modifié les composés organiques à l'aide de méthodes chimiques. Les capteurs résultants ont pu détecter les métaux lourds à des concentrations ultra-faibles. Nous pouvons surveiller les concentrations de traces de substances. Ainsi, la sensibilité des capteurs pour les colorants atteint 10-16 mol, et pour les métaux lourds, elle est d'environ 10-14 mol.

« Le processus d'analyse est très simple :nous mettons le capteur dans l'eau, et des molécules de substances toxiques sont immobilisées à la surface du substrat. L'analyse des colorants est plus difficile, ' il dit. «Nous utilisons un polymère intéressant qui est soluble dans l'eau à température ambiante et lorsqu'il est chauffé, il se transforme en une forme insoluble. Les chaînes polymères capturent les molécules de colorant et, lorsqu'il est chauffé, les presser à la surface. Puis, nous sortons le substrat et le plaçons dans le spectromètre. Nous obtenons le résultat en deux minutes.

À long terme, ces capteurs peuvent être utilisés pour surveiller les liquides dans la technologie alimentaire, médecine et études environnementales.

« Il faut plusieurs minutes pour effectuer cette analyse. Par conséquent, il peut être utilisé sur place. Par exemple, il est possible d'analyser des échantillons de réservoirs et de recevoir un résultat immédiat indiquant s'il y a des substances toxiques présentes dans l'eau, même à des concentrations ultra-faibles, " dit Postnikov.