在國家自然科學基金委的支持下，中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院智能機械研究所研究員張忠平（國家杰出青年基金獲得者，中科院“百人計劃”）領(lǐng)銜的研究團隊，重點針對各種材料表面以及混有痕量爆炸物物質(zhì)的及時、現(xiàn)場檢測這一挑戰(zhàn)性難題，利用拉曼光譜獨特的指紋信息和拉曼襯底易修飾拉曼活性分子的優(yōu)勢，研發(fā)出能嗅出爆炸物氣味的拉曼傳感試紙。相關(guān)研究結(jié)果近日發(fā)表在國際化學期刊《分析化學》上，同時申報了國家發(fā)明專利。
探測可疑包裹、郵件和恐怖分子隱藏在身上的炸藥一直是國際反恐和公共安全領(lǐng)域高度關(guān)注的課題。由于硝基爆炸物具有低蒸氣壓和高爆炸性，目前機場安檢主要依賴離子遷移譜和X射線衍射裝備，難以做到快速、及時和低成本的探測。該課題組研究人員通過噴墨打印技術(shù)將銀納米粒子打印到濾膜上并修飾拉曼活性分子（對巰基苯胺）制備了對TNT敏感的拉曼傳感試紙。當信封、衣服、包裹、土壤等表面黏附肉眼看不見的TNT殘留顆粒物時可以通過使用低能量的激光(不破壞物體表面)來氣化其表面黏附的TNT晶體，然后將拉曼傳感試紙置于激光上方，收集TNT揮發(fā)出來的蒸汽，然后使用拉曼儀器檢測。根據(jù)拉曼活性分子的拉曼信號變化，判斷及鑒定該物質(zhì)中是否含有TNT,在溶液中的檢測極限能夠達到1.6×10-17/cm2的 TNT；同樣的，通過低能激光的輔助對TNT氣氛可以檢測到1.4 ppm的TNT，檢測時間為2秒。該工作得到評審人的高度評價，認為“該工作的思想具有很強的創(chuàng)新性，為爆炸物的現(xiàn)場快速檢測提供了新手段，是一項優(yōu)秀和重要的研究工作”。
拉曼紙質(zhì)試紙嗅爆炸物氣味示意圖
