Новое поколение химических детекторов избавит нас от одного из самых раздражающих нововведений служб безопасности аэропортов — необходимости разуваться для досмотра обуви.

Началось все с некоего Ричарда Рейда, который в декабре 2001 г. попытался взорвать летевший из Парижа в Майами пассажирский самолет, пронеся на борт мощную бомбу, упрятанную в толстые подошвы ботинок. По счастью, ему это не удалось, но миллионы людей с тех пор вынуждены перед полетом разуваться и предъявлять обувь для досмотра.

Впрочем, началось все еще раньше. Основной компонент бомбы неудачливого террориста — перекись ацетона — крайне мощное и капризное взрывчатое вещество. Впервые оно было получено в 1895 г. немецким химиком Рихардом Вольфенштейном (Richard Wolffenstein), который и впервые исследовал его взрывчатые свойства. Впрочем, из-за плохих свойств при хранении и слишком высокой чувствительности соединение не получило широкого распространения. Но вот головной боли — особенно после неудачливого террориста Рейда — оно доставляет немало.

Перекись ацетона очень плохо обнаруживается инструментами, имеющимися в арсенале служб безопасности. В отличие от многих других взрывчатых веществ, оно не «светится» ярко в ультрафиолетовых лучах, чтобы его детектировать, нужны весьма чувствительные приборы, и все равно результат может оказаться ошибочным из-за влияния массы сторонних факторов — например, излишней влажности воздуха или присутствия некоторых современных средств парфюмерии. И хотя производство и оборот перекиси ацетона находятся вне закона, на деле синтез ее не слишком сложен и требует широко доступных исходных веществ.

Но есть у перекиси ацетона одна ахиллесова пята: она понемногу испаряется. За эту-то «слабость» и решил взяться американский химик Кеннет Саслик (Kenneth Suslick) со своей командой. Уже почти 10 лет они трудятся над созданием особого типа химических сенсоров — колориметрических — для обнаружения малых количеств соединений и их определения. Мы, кстати, рассказывали как-то об их работе, когда ученые рапортовали о создании подобного сенсора, способного определять разные сорта кофе («Аромат в цвете»).

В колориметрическом детекторе используется точечный массив, нанесенных на подложку реагентов, которые реагируют с веществом, проявляя тот или иной цвет. По комбинации цветовых точек и определяется то или иное конкретное вещество — достаточно буквально следовых его количеств.

Для обнаружения перекиси ацетона ключевым реагентом оказался широко использующийся учеными Amberlyst 15. Если он вступает в контакт с воздухом, содержащим даже небольшие концентрации перекиси ацетона, он моментально катализирует распад ее на молекулы перекиси водорода и просто ацетона. А уже тот и другой взаимодействуют с колориметрическими датчиками. Комбинация цветов, говорящая о наличии одновременно ацетона и перекиси, предупреждает: где-то рядом готовится нехорошее. Данные эти могут сниматься автоматически, готовый прибор лишь выдаст резюме.

По словам авторов разработки, их инструмент в течение пары секунд уверенно фиксирует перекись водорода в концентрации до 2 частей на миллиард, чего более чем достаточно, чтобы обнаружить вещество, упрятанное в подошву. Они даже собрали готовый портативный прибор (он показан на иллюстрации слева), который достаточно подносить к обуви проходящих пассажиров, примерно так, как сегодня поступают с детекторами металлов.

По публикации ScienceNOW