Para evitar ataques terroristas em aeroportos, seria útil detectar concentrações extremamente baixas de explosivos de maneira fácil e confiável. Apesar do desenvolvimento de várias tecnologias de sensores, os cães continuam a ser os detectores mais eficientes. No jornal Angewandte Chemie , uma equipe alemã e francesa já descreveu um tipo de sensor micromecânico com uma estrutura derivada dos órgãos dos sentidos das borboletas.

Uma abordagem usada para sensores é baseada em microcantilevers. Estes são pequenos cantiléveres flexíveis como aqueles usados ​​para escanear superfícies com microscópios de força atômica. Quando usados ​​em “narizes químicos”, os microcantilivers são revestidos com um material que se liga especificamente aos analitos detectados. Cantilevers podem vibrar como molas. Quando as moléculas de analito são ligadas a um microcantilever, sua massa muda junto com sua frequência de vibração. Essa mudança pode ser medida.

Por causa de sua pressão de vapor muito baixa em temperatura ambiente, o altamente sensível, a detecção confiável de explosivos continua sendo um grande desafio. A fim de tornar os microcantilevers mais sensíveis ao explosivo trinitrotolueno (TNT), grupos de pesquisa liderados por Denis Spitzer no Instituto de Pesquisa Franco-Alemão de Saint Louis e Valérie Keller no Laboratoire des Matériaux, Surfaces et Procédés pour la Catalyze em Estrasburgo agora se inspirou no órgão sensorial altamente sensível de alguns tipos de borboleta. Os machos das mariposas da seda usam este órgão para reconhecer moléculas de feromônios excretadas pelas fêmeas quando pousam em suas antenas largas. Essas antenas são cobertas com sensilas, que são cabelos porosos contendo neurônios de detecção química.

Os cientistas equiparam seus microcantilevers como as antenas de borboleta. Eles os revestiram com uma densa camada tridimensionalmente ordenada de nanotubos de dióxido de titânio orientados verticalmente, como a borboleta sensilla. Isso tem várias vantagens:a superfície específica dos microcantilevers é significativamente aumentada; o dióxido de titânio se liga bem a substâncias que contêm grupos nitro, que são característicos de TNT e outros explosivos; tb, os tubos têm uma estrutura aberta, que melhora o movimento da massa e garante uma resposta rápida do sensor.

Os tubos têm cerca de 1700 nm de comprimento e um diâmetro externo de cerca de 100 nm e uma espessura de parede de 20 nm. Cada cantilever contém cerca de 500, 000 desses nanotubos.

Para fins de teste, os pesquisadores vaporizaram o TNA aquecendo um minúsculo cristal. O sensor foi capaz de detectar concentrações de menos de uma parte por trilhão (ppt) em 3 minutos. Os pesquisadores agora estão trabalhando na construção de um sistema detector seletivo de explosivos ou outros gases com base neste método.