Такие интересные структуры, как квантовые точки, могут стать весьма чувствительными индикаторами присутствия взрывчатых веществ. Подобная методика уже продемонстрирована для печально известного гексогена.
Нано-антитеррор: Квантовые саперы
Схема определения присутствия взрывчатки при помощи квантовых точек CdSe/ZnS, модифицированных NADH

Если взять маленький — очень маленький — фрагмент проводника или полупроводника, имеющий четкие границы во всех трех измерениях, то в нем будет происходить нечто не совсем обычное: квантовые эффекты в нем станут более существенны, чем законы ньютоновской физики. Такие объекты называются квантовыми точками, и изучение их свойств сулит массу полезных применений. В частности, они являются самыми перспективными кандидатами на роль носителей кубита — наименьшего разряда информации в квантовых компьютерах будущего. Подробней об этом можно прочесть в заметке «Письмо квантовыми точками».

Вдобавок, квантовые точки флуоресцируют подобно некоторым атомам, электроны которых при определенных условиях испускают фотон, меняя энергетическое состояние с более высокого на более низкое. В отличие от атомов, манипулировать квантовыми точками намного проще, что делает их весьма перспективными объектами и для создания мониторов нового поколения, и для визуализации самых разных процессов — например, в биологических и химических исследованиях. Словом, было бы что визуализировать.

Возьмем, к примеру, квантовые точки из CdSe/ZnS, связанные с никотинамидадениндинуклеотидом (не стоит пугаться длинного названия: этот важный компонент клеточных ферментов, присутствующий во всех живых клетках, обычно сокращают просто до NAD), помогают следить за ходом ферментативных реакций. Дело в том, что окисленная форма NAD+ гасит люминесценцию квантовых точек CdSe/ZnS, а восстановленная NADH — нет, а значит, по их свечению мы можем различать окисленное и восстановленное состояние NAD.

А вот ученые из Израиля, работающие в группе Итамара Виллнера (Itamar Willner), показали, что эта же система прекрасно работает и на ниве борьбы с терроризмом: NADH-модифицированные CdSe/ZnS частицы являются отличной меткой для эффективного определения гексогена (циклотриметилентринитрамина, или просто RDX). Нижний предел обнаружения взрывчатки в данном случае — 10−10

М, что делает метод намного чувствительней других.

Так что квантовые точки — не просто сложная «игрушка» ученых, но и вполне действующая система, пригодная для самых разных применений. Кстати, для борьбы с террористическими угрозами можно использовать и… рыб. Читайте об этом: «Рыба-антитеррор».

«Нанометр»