(Phys.org)—Les scientifiques de l'Imperial College de Londres ont développé un système pour détecter rapidement des traces de produits chimiques comme des polluants, explosifs ou drogues illégales.

Le nouveau système peut sélectionner une molécule cible unique parmi 10 000 milliards de molécules d'eau en quelques millisecondes, en le piégeant sur une monocouche auto-assemblante de nanoparticules d'or.

L'équipe de scientifiques, tous du département de chimie de l'Impériale, dire que cette technologie ouvre la voie au développement d'appareils compacts, réutilisable et facile à assembler, et pourrait avoir une gamme d'utilisations, y compris la détection de drogues illégales, explosifs, polluants dans les rivières ou des gaz neurotoxiques rejetés dans l'air. Les résultats de la recherche sont publiés cette semaine dans Matériaux naturels .

Dans une utilisation potentielle, un tel dispositif pourrait détecter de minuscules traces d'explosifs ou d'autres substances illégales laissées par des criminels sur les surfaces qu'ils touchent. Les progrès réalisés par cette équipe aideraient les forces de l'ordre à identifier et à traiter de telles activités impliquant des substances illégales.

Co-auteur de recherche, Michel Cecchini, a déclaré:"Notre système pourrait résoudre un problème clé de tests chimiques fiables et portables pour une utilisation dans le monde extérieur. Il est très sensible et pourrait bien être utilisé pour rechercher de très petites quantités d'une molécule spécifique, même dans des conditions de forte activité, espaces publics."

Les molécules cibles sont identifiées par un effet appelé Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) de la lumière. Cette technique, qui existe depuis la fin des années 1970, fonctionne parce que chaque molécule diffuse la lumière d'une manière unique. Des recherches antérieures ont montré que le signal peut être amplifié en capturant des molécules d'une manière particulière sur une couche de nanoparticules métalliques. Cependant, ces feuilles sont complexes à fabriquer.

Les scientifiques ont surmonté ce problème en traitant des interfaces de deux liquides qui ne se mélangent pas, comme l'eau et l'huile, ou interface eau et air. En manipulant la charge électrique des nanoparticules d'or et la composition de la solution, ils ont pu créer une situation où les particules s'alignent à l'interface entre les deux liquides non miscibles, ou entre un liquide et l'air.

"L'astuce pour atteindre la sensibilité de ce système aux molécules cibles était de trouver les conditions dans lesquelles les nanoparticules se déposeraient à l'interface à des distances rapprochées les unes des autres sans fusionner ensemble", a commenté un autre co-auteur Jack Paget.

Si les nanoparticules sont perturbées, ils se rangent spontanément de la bonne manière rendent l'appareil plus robuste que ceux constitués de particules rigidement disposées. Co-auteur de recherche, Vladimir Turek, a déclaré : « Le système est vraiment prometteur pour les détecteurs destinés à être utilisés dans des applications environnementales et de défense extérieures difficiles, puisque les liquides et les nanoparticules peuvent être facilement remplacés pour régénérer l'appareil."