Un nouveau type de capteur a le potentiel de remplacer les chiens renifleurs lorsqu'il s'agit de détecter des explosifs tels que le TNT. Cette semaine, des chercheurs d'un certain nombre d'institutions, dont la TU Delft, publient un article sur ce sujet dans le journal de l'American Chemical Society Lettres nano .

Structures en cages

'Pour la toute première fois, nous avons utilisé des molécules avec une structure de cage de type lanterne pour fabriquer des nanocapteurs sensibles capables de détecter des substances explosives telles que le TNT', dit le chercheur Louis de Smet (affilié à la TU Delft et à l'Université de Wageningen).

«Ces structures en cage ont une capacité d'environ 1 nanomètre cube, qui accueille précisément une seule molécule de TNT.' Chercheurs de la TU Delft, l'Université de Twente, Recherche Philips, la City University de Hong Kong et l'Université de Melbourne ont chimiquement lié une couche ultrafine de ces cages spécialement développées à la surface d'une puce de capteur contenant quelques dizaines de nanocapteurs sensibles. Une seule cage ne suffit pas à des fins de détection.

Poreux

« Les molécules poreuses sont utilisées assez souvent pour capturer les molécules ambiantes », explique De Smet. «Dans le cas de molécules relativement petites, comme pour les explosifs, le défi est de s'assurer que la structure de la cage est non seulement de la bonne taille, mais qu'elle possède également les bons points d'ancrage pour que la molécule puisse s'enclencher – la rendant ainsi détectable. Pour ce travail, on utilise donc des couches constituées de molécules dites MOP (Metal-Organic Polyhedra). Par variation avec un grand nombre de propriétés géométriques et électroniques de ces molécules cage complexes, nous sommes capables de capturer les molécules « explosives » que nous recherchons. Et la présence d'une telle molécule provoque également une modification très caractéristique de la conductance électrique des nanofils de silicium sous-jacents. Nous pouvons mesurer cela et ainsi confirmer que nous avons effectivement trouvé des molécules de TNT à partir d'un explosif.'

Chien renifleur

'Finalement, nous pourrons peut-être utiliser ce type de capteur pour détecter des explosifs - dans une situation de guerre, par exemple, ou face à une menace terroriste », dit De Smet. 'Actuellement, très différent, des méthodes qualitatives sont principalement utilisées pour cela, impliquant des réactions chimiques provoquant des changements de couleur, par exemple, ou le déploiement de chiens renifleurs. L'avantage de notre méthode est que vous pouvez non seulement détecter s'il y a des traces de TNT, mais vous pouvez également en déterminer la quantité.'