Различные типы так называемых «электронных носов», нанодатчиков способных распознавать все, от незначительных инфекций до различных видов рака, появились достаточно давно. Но помимо того, чтобы диагностировать проблемы со здоровьем, некоторые исследователи пытаются использовать их и в других сферах. Среди них — команда бельгийских ученых, которые разработали, по их словам, самые чувствительные из таких датчиков, с дизайном, который можно интегрировать в электронику вроде смартфона.
Раньше мы видели такие датчики для распознавания пестицидов и нервно-паралитических газов. В 2012 году исследователи из Калифорнийского университета показали прототип устройства, в котором для обнаружения токсинов использовались углеродные нанотрубки в 100 000 раз тоньше, чем человеческий волос, которые могли распознать миллиардные доли токсина.
Но исследователи из бельгийского католического университета Левена создали устройство, которое, как они утверждают, может обнаруживать ещё меньшие концентрации токсинов, вплоть до триллионных частей. Основанием для такой гипер-чувствительности стала особая конструкция датчиков, называемая металл-органическими каркасами (МОК).
МОК — высоко упорядоченные, пористые структуры с большой площадью поверхности, которые могут быть настроены, чтобы обслуживать разнообразные потребности, в том числе для очистки воды и хранения газов.
«МОК похожи на микроскопические губки», — объясняет Иво Стассен, исследователь в католическом университете Левена: «Они могут поглощать достаточно большое количество газа в свои крохотные поры».
Стассен и его команда создали МОК с использованием органических молекул и ионов металлов, которые могут впитывать фосфаты, пестициды и нервно-паралитические газы. Также с их помощью можно измерять концентрацию алкоголя в дыхании.
«Это означает, что вы можете использовать МОК, чтобы найти следы химического оружия, такого как зарин или для определения остатков пестицидов на продуктах питания», — говорит Стассен: «МОК — самый чувствительный датчик газа на сегодняшний день, с его помощью можно обнаруживать яды даже в ничтожных концентрациях».
Команда говорит, что химические датчики могут применяться в виде тонкой пленки на поверхности, и поэтому достаточно легко могут быть установлены на смартфоне в качестве газового датчика на пестициды и нервно-паралитические газы. Хотя пока это всего лишь приложение для гаджета, в дальнейшем эту технологию можно будет использовать для диагностики различных заболеваний только по дыханию.
«Или мы сможем определять, не испортился ли продукт по запаху, а также отличать имитацию вина из оригинала», — говорит Стассен: «Эта технология предлагает широкий спектр перспектив.»
