Нано-золото позволит обнаружить загрязнение пестицидами.

Исследователи из Имперского колледжа в Лондоне разработали систему быстрого обнаружения следовых количеств различных химических веществ (поллютантов, взрывоопасных веществ, нелегальных препаратов и пестицидов). Новая систем может обнаружить одну молекулу вещества, приходящуюся на 10000 триллионов молекул воды всего за одну миллисекунду. Для этого молекула должна попасть на детектор, который самостоятельно собирается из нано-золота.

Команда ученых, работающая на химическом факультете Имперского колледжа в Лондоне, утверждает, что эта технология открывает путь для разработки новых компактных и простых в использовании устройств, способных определять широкий круг веществ, включая всевозможные химические препараты, взрывчатые вещества, поллютанты в речной и питьевой воде и т.д. Результаты исследований опубликованы на прошлой неделе в журнале "Nature Materials". Одним из потенциальных направлений использования этого метода является обнаружение нелегальных пестицидов в сельскохозяйственной продукции, почве или водных объектах.

Один из авторов научной работы, Майкл Цекхини, говорит: "Наша разработка помогает решить одну из ключевых проблем создания портативной химической тест-системы, которую можно использовать вне лаборатории. Она обладает высокой чувствительностью и позволяет идентифицировать очень низкие концентрации конкретных химических веществ даже в очень сложных условиях".

Для обнаружения целевых молекул используется эффект, получивший название Гигантское комбинационное рассеяние света (SERS). Этот метод используется с поздних 1970-х гг., и основан на том, что каждая молекула по-своему рассеивает проходящий свет. Предыдущими исследованиями было показано, что сигнал можно значительно усилить, зафиксировав молекулу особым образом на поверхности металлических наноматериалов. Однако изготовить такие материалы в промышленных условиях очень сложно.

Ученые смогли решить эту проблему, создав необходимые условия в плоскости соприкосновения двух несмешиваемых жидкостей (например воды и масла), или соприкосновения воды с воздухом. Подбирая заряд наночастиц из золота и состав раствора, они научились создавать условия, когда частицы сами выстраиваются в одну плоскость в месте соприкосновения несмешиваемых жидкостей или жидкости и воздуха. "Секрет успеха заключается в том, что мы смогли разместить наночастицы на близком расстоянии друг от друга, но без взаимного соприкосновения", -- комментирует изобретение один из авторов Джек Пейдж. Даже если нарушить этот порядок распределения наночастиц, они самостоятельно восстанавливают прежнюю структуру, что повышает надежность датчика и позволяет использовать его в разнообразных условиях.

Исследования финансировались за счет средств Лаборатории научных исследований и оборонных технологий Великобритании, Европейского совета по научным исследованиям и инвестиционного гранта.

Источник: Alpha Galileo Foundation