新型聚合物气体传感器，可快速检测高能炸药中的硝基芳香族化合物
2021-10-01 17:12:01   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

科学家开发出一种热稳定且低成本的新型聚合物气体传感器，用于快速检测高能炸药中使用的硝基芳香族化合物。

据麦姆斯咨询报道，印度科学技术部（DST）于9月25日表示，印度科学家首次开发出一种热稳定且低成本的聚合物气体传感器，用于快速检测高能炸药中使用的硝基芳香族化合物。

爆炸物无损检测对安全防护、刑事调查、雷区修复、军事应用、弹药修复点、安全应用等至关重要，化学传感器在这些应用中起着至关重要的作用。

爆炸性多硝基芳香族化合物通常可以通过复杂的仪器技术进行分析。但DST表示，对于在犯罪学实验室或收复的军事要点或检测极端分子持有的爆炸物等需要快速决策的场合，通常需要简单、低成本和严格筛选的无损现场检测技术。

对硝基芳香族化合物（NAC）进行无损检测是很困难的。

早期的检测研究主要是基于光致发光特性，但基于导电特性的检测技术至今尚未探索。

该部门表示，基于导电特性的检测有助于制造一种方便的检测装置，该装置在LED的帮助下就可以看到检测结果。

为了克服这些缺点，由来自DST自治研究所古瓦哈提高级科学技术研究所（Institute of Advanced Study in Science and Technology，IASST）的Neelotpal Sen Sarma领导的一支科学家团队开发了一种由两种有机聚合物组成的逐层（LBL）聚合物检测器——聚2-乙烯基吡啶与丙烯腈（P2VP-Co-AN）和胆固醇甲基丙烯酸酯与正己烷的共聚砜（PCHMASH）。

DST表示，在极低浓度的NAC蒸气存在情况下，几秒钟内，这种聚合物检测器的阻抗（交流电路中的电阻）就会发生剧烈变化。

研究团队选择苦味酸（PA）作为NAC模型，并且开发了一种简单且经济的电子原型，用于可视化检测PA。该团队已经为这项由电子信息技术部资助的新技术申请了专利（Indian Patent No. 3436085, Application No. 3613/DEL/2014 dt.09/12/2014 granted on 27- 04-2020.）。

使用LBL检测器通过测量阻抗（Z）可视化检测诸如PA蒸气类化合物的电子原型示意图

LED在NAC蒸气中不同暴露时间的颜色变化

Sarma说：“围绕聚合物气体传感器构建的电子传感装置可以快速检测现场的爆炸物。”

DST表示，该传感器装置由三层组成——胆固醇甲基丙烯酸酯与1-己烯的聚合物共聚砜（PCHMASH），以及通过不锈钢（SS）网将PCHMASH夹在两个P2VP-Co-AN外层之间的聚2-乙烯基吡啶与丙烯腈的聚合物。

该传感器系统的灵敏度是在分析物（苦味酸）蒸气存在的情况下，通过监测阻抗响应随时间（秒）的变化来确定的。

这种三层聚合物基体是一种非常有效的硝基芳香族化合物分子传感器。该传感器装置本质上非常简单且可逆，并且在其它常见化学品和湿度存在的情况下，其响应不会随着工作温度的变化而改变。

该传感器装置可在室温下运行，响应时间短，并且其它化学品的干扰可忽略不计。DST表示，该传感器的制造过程非常简单，受湿度的影响可以忽略不计，而且所使用的基于胆固醇的聚合物是可生物降解的。

延伸阅读：

《环境气体传感器技术及市场趋势-2020版》