Ученые развивают технологию обнаружения взрывчатых веществ

10:00, 25 декабря 2018

Прибор, разработанный в вузе, отличает простота, небольшие габариты и невысокая цена

Система востребована военными, транспортной полицией, аэропортами, приборостроительными компаниями. Фото: Tech. Sgt. David W. Carbajal

Ученые Института органического синтеза им. И. Я. Постовского Уральского отделения Российской академии наук (ИОС УрО РАН) и Уральского федерального университета синтезировали серию новых флуорофоров и протестировали их на приборе для обнаружения взрывчатых веществ. Статью о проделанной работе исследователи опубликовали в международном научном журнале Dyes and Pigments («Красители и пигменты»).

«Флуорофоры представляют собой вещества, как правило, порошки разных цветов, которые при воздействии на них ультрафиолетом начинают светиться, — объясняет старший научный сотрудник лаборатории гетероциклических соединений ИОС УрО РАН Егор Вербицкий. — Взаимодействуя с другими объектами, вещества меняют либо окраску, либо интенсивность свечения».

Таким образом, флуорофоры могут служить индикаторами присутствия раковых клеток в организме, загрязнений опасными экотоксикантами почв и грунтовых вод. Группа ученых под руководством академика Валерия Чарушина использует флуорофоры в устройстве обнаружения взрывчатых веществ (ВВ).

Прибор, работающий по принципу пылесоса, прокачивая поток воздуха через сенсорный элемент — кусок нетканого целлюлозного материала, обработанный раствором флуорофора, — разработал доцент кафедры экспериментальной физики УрФУ, кандидат физико-математических наук Константин Хохлов и кандидат технических наук Анна Баранова. «Затухание» свечения сенсора при облучении указывает на наличие паров взрывчатого нитросодержащего вещества, например, тринитротолуола и его производных. По скорости затухания можно косвенно судить о концентрации ВВ. Сенсоры, созданные в Екатеринбурге, обладают свойством практически полностью восстанавливаться за несколько часов, поэтому могут применяться многократно.

«От момента включения прибора и до его готовности к работе проходит несколько секунд, — отмечает Константин Хохлов. — Наш прибор отличают простота эксплуатации, небольшие габариты и вес, невысокая цена. Кроме того, поскольку наш прибор не измерительный, а детектирующий, он не требует метрологической сертификации».

Ученые подчеркивают, что прибор способен справиться с нетривиальными задачами.

«Даже если вымыть руки тщательно и с мылом, прибор распознает на них следы взрывчатых веществ. Или представьте себе полигон, на котором разорвалась масса снарядов, а один-два не разорвались. Прибор „увидит“ их даже в таких загрязненных условиях», — добавляет Анна Баранова.

Система успешно прошла испытания во время подготовки к проведению в Екатеринбурге матчей чемпионата мира по футболу — 2018 и оказалась востребована военными, транспортной полицией, аэропортами, приборостроительными компаниями.

«Сейчас мы продолжаем синтез новых флуорофоров, добиваемся того, чтобы сенсоры были долговечнее и чувствительнее к как можно более широкому диапазону взрывчатых веществ, чтобы технология была еще дешевле, а прибор — практичнее и надежнее, чтобы он бесперебойно работал не только в комнатных условиях, но и на морозе, в снег и в дождь», — говорит Баранова.

Исследования екатеринбургских ученых ведутся благодаря грантам Российского фонда фундаментальных исследований и Российского научного фонда.