Parcelas de bombas poderiam ser frustradas com a ajuda de um sistema portátil para detectar vestígios de altos explosivos usando nanopartículas de polímero fluorescente, desenvolvido por A * STAR. Revestido em papel, esses polímeros exibem um desempenho de detecção de explosivos muito mais robusto do que os materiais anteriores com propriedades semelhantes.

Muitos métodos foram desenvolvidos para detectar vestígios de altos explosivos, como trinitrotolueno (TNT), mas a maioria requer grande, instrumentos analíticos baseados em laboratório, como detectores de absorção de UV ou espectrômetros de massa, disse Jianwei Xu do Instituto A * STAR de Pesquisa e Engenharia de Materiais, quem liderou o trabalho. "Nosso objetivo era desenvolver um portátil, rápido, alternativa barata e altamente sensível. "

Xu se concentrou em polímeros fluorescentes cuja emissão de luz diminui quando expostos a vapores de moléculas como o TNT que contêm 'grupos nitro' - a estrutura rica em nitrogênio que dá aos explosivos suas propriedades energéticas.

Embora os polímeros fluorescentes de detecção de explosivos tenham sido desenvolvidos antes, tem havido obstáculos ao seu uso prático, Xu explica. Alguns perderam parte de sua fluorescência na forma sólida por meio de um processo denominado extinção causada por agregação. Outros não tinham a porosidade necessária para a penetração de vapor de explosivos, apenas retendo uma resposta eficaz quando formada em camadas de cerca de 2,5 nanômetros - tão finas, o sensor seria muito difícil de fabricar barato.

Xu e seus colegas têm desenvolvido polímeros que, em vez de perder sua emissão de luz no estado sólido, tornar-se mais brilhante, um efeito conhecido como emissão induzida por agregação (AIE). "Nossa pesquisa anterior demonstrou que filmes porosos obtidos de copolímeros ativos de AIE mostram uma forte resposta ao vapor de nitrocompostos, "diz Xu. A equipe já desenvolveu dois novos polímeros, poli (trifenil eteno) (PTriPE) e poli (tetrafenil eteno) (PTPE), projetado para maximizar o AIE, porosidade e sensibilidade do grupo nitro. Os múltiplos grupos fenil volumosos dos polímeros ajudam a mantê-los rígidos e maximizar a emissão de luz após a agregação. Mas na presença de grupos nitro, a transferência de elétrons entre o polímero e o analito apaga a luz rapidamente.

"Sensores de papel fabricados pela absorção de nanopartículas de polímero em papel de filtro mostraram alta sensibilidade para partículas de nitrocomposto, "diz Xu. A PTriPE provou ser a escolha da dupla, detectar TNT em uma concentração de cinco partes por bilhão, mesmo em camadas de polímero de 1000 nanômetros de espessura.

“Essa tecnologia pode ser usada em aeroportos, portos e para o controle de fronteira para a detecção de explosivos em quaisquer contêineres contaminados com explosivos, confecções, caixas ou sacos, "diz Xu." Estamos buscando cooperação com a indústria para comercializar esta tecnologia. "