حسگرهای پلیمری برای شناسایی مواد منفجره نیتروآروماتیک

حسگرهای پلیمری برای شناسایی مواد منفجره نیتروآروماتیک – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه شیمی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

حسگرهای پلیمری برای شناسایی مواد منفجره نیتروآروماتیک

چکیده

در این تحقیق با استفاده از انواع نمودارهای انتقال انرژی، چندین پلیمر برای شناسایی مواد منفجره نیتروآروماتیک مورد استفاده قرار گرفته‌اند. رویه  شناسایی هم بر مبنای برهمکنش‌های الکترونیکی و هم برهمکنشهای ساختاری بین مواد حسگر و آنالیت بوده است. این نکته نشان داده شده که با سرد کردن سریع پلیمرهای لومینسانس کننده (خودتابنده) بوسیله مواد منفجره نیتروآروماتیک دارای کمبود الکترون، نظیر تری نیتروتولوئن، احتمالا قابلیت شناسایی مواد منفجره وجود خواهد داشت. حسگری مقاومتی با استفاده از ذرات سیاه کربن که با پلیمرهای آلی مختلف پوشیده شده است و در سراسر سربهای فلزی رسوب نموده است را نیز می توان جهت تشخیص بخارهای نیتروآروماتیک به روش بویایی الکترونیکی بکار برد. تغییرات مکرر در دستگاههای موج‌ سطحی‌، پس از جذب آنها در پوششهای پلیمری، را می توان جهت تشخیص نیتروآروماتیکها بگار گرفت.

پلی‌متالولهای لومینسان، اخیرا برای حسگری مواد منفجره در محلول‌های آبی و برای بهبود شناسایی بصری ذرات بسیار کوچک روی سطوح مورد بررسی قرار گرفته است.

حسگرهای پلیمری برای شناسایی مواد منفجره نیتروآروماتیک

۱- مقدمه

حسگرهای شیمیایی برای شناسایی سریع مواد منفجره از اهمیت زیادی برخوردار می باشند چرا که آنها کاربردهای بالقوه مهمی نظیر خنثی نمودن مین‌ از نظر تاکتیکی و مسایل بشردوستانه داشته، و از این طریق می توانند برای اصلاح سایت های تولید مواد  انفجار و بررسیهای مرتبط با پزشکی قانونی و جنایی راهکارهای مناسبی را فراهم آورند. کاربردهای امنیتی داخلی جزء تحقیقات جذاب و روزافزون در این مبحث بشمار می آیند، چرا که تروریست‌ها مکررا از بمبهای منفجره  استفاده  می کنند. در حال حاضر، روشهای مختلفی برای شناسایی مواد منفجره وجود دارند، اما چند تکنیک ساده اغلب کافی نیست. آشکارسازهای فلزی عموما به عنوان یک تکنیک غیر مستقیم برای حسگری ادوات انفجاری بسته ‌بندی شده در فلز مورد استفاده قرار می‌گیرند. این روش برای کاربردهای معینی نظیر شناسایی اسلحه و مین زمینی با ارزش است، با این حال،  بسیاری از روش های مین گذاری مدرن و پیشرفته از مین با پوششهای پلاستیکی استفاده می کنند. با این وجود، آشکار‌سازهای فلزی برای سایرکاربردها نظیر تشخیص و کنترل مواد منفجره در فرودگاه ها مفید نیستند. استفاده از سگ به عنوان معتبرترین ابزار برای شناسایی بخارات مواد منفجره در نظر گرفته می‌شود. اما این روش، گران است و برای شناسایی دائمی چندان مناسب نیست، زیرا سگها به مراقبت نیاز دارند و به سادگی خسته می‌شوند. بعضی از روشها گرچه بسیار حساسند اما گران قیمت می باشند و به ادوات پیچیده ای نیاز دارند و بنابراین بکارگیری آنها برای آزمایش در یک ناحیه آسان نیست. بعضی از این روشها شامل کروماتوگرافی گازی به همراه اسپکترومتری جرمی (طیف سنجی جرمی)، اسپکتروسکوپی رامان با سطح افزایش یافته، رزونانس چهار قطبی هسته‌ ای، پراش پرتو x  با  پراکندگی انرژی، آنالیز فعالسازی نوترون، آشکارسازی جذب الکترون و ولتامتری چرخه‌ای می‌باشند. اسپکترومتری تحرک یونی (IMS) که عموما به عنوان یک سیستم شناسایی مواد منفجره در فرودگاه ‌ها مورد استفاده قرار گرفته، به محدوده مقداری پیکوگرم تا نانوگرم حساس است، اما در عین حال گران قیمت، وابسته به اپراتور و مستعد به مثبت کاذب است و اسپکترومتر‌ها نیز می بایست بصورت مکرر کالیبره شوند. اخیرا فرآیندهای بازنگری در خصوص بکارگیری ادوات تشخیصی مواد منفجره انتشار یافته است.

بنابراین، محدودیت‌های شناسایی بعضی از حسگرها بصورت محدودیت‌های جرم مطلق نسبت به غلظت بخار بازگویی می‌شود. پس غلظت بخار غالبا بر زمان پاسخ‌دهی حسگر اثر می‌گذارد.

فراریت کم TNT و سایر مواد منفجره، به همراه تمایل چسبیدن به سطوح، شناسایی مستقیم ذرات خیلی کوچک را جایگزین جالبی برای شناسایی بخار می‌سازد. شناسایی سطح ذرات منفجره در بررسی‌های پزشکی قانونی برای تشخیص باقیمانده منفجر نشده پس از انفجار مهم است. معلوم شده که ذرات منفجره هنگام تهیه و بسته‌بندی ادوات انفجاری، به مو، لباس و سایر مواد آلوده می‌شوند و اعتقاد بر اینست که سگها بعضی از مواد منفجره را بوسیله استنشاق ذرات بسیار کوچک شناسایی می‌کنند.

حسگرهای پلیمری برای شناسایی مواد منفجره نیتروآروماتیک

۲- پلیمرهای مزدوج برای شناسایی مواد منفجره

یکی از ویژگی‌های نیتروآرماتیکها که ممکن است در نمودار‌های شناسایی (تشخیص) مورد استفاده قرار بگیرد، توانایی پذیرش (جذب) الکترون آنها است. جانشینی گروههای نیتروی گیرنده الکترون برروی حلقه آروماتیک، انرژی اوربیتالهای خالی را کاهش می‌دهد و بدین وسیله این ترکیبات را پذیرنده‌های خوب الکترون می‌سازد، همانگونه که انتظار می‌رود، هنگامی که جانشینی نیترو افزایش می‌یابد، پتانسیل‌های کاهش (احیا) مطلوب‌تر می‌شود (کمتر منفی می‌شوند) ، براساس پتانسیلهای کاهش برای نیتروبنزن -۱٫۱۵V  برای DNT ، -۰٫۹V برای TNT و -۰٫۷V در مقابل NHE می‌باشد.

۱-۲٫ پلیمرهای آلی فلوئورسانس کننده برای حس کردن کاهشی

۱-۱-۲٫ پلی استیلن‌ها

پلی‌استیلن‌ها به عنوان حسگرهای نیتروآروماتیک بالقوه مورد بررسی قرار گرفته‌اند. به عنوان مثال، لایه‌های نازک پلی ({۱- فنیل-۲-(۴-تری متیل سیلیل فنیل)} استیلن) (PTMSDPA) (شکل ۳) برای شناسایی بخار DNT بکار رفته‌اند. این پلیمر از مونومتر TMSDPA با کاتالیزور  تهیه می‌شود و یک پلیمر با وزن مولکولی بالا (M_w=293000) نتیجه می‌شود. این پلیمر در ۵۲۰ nm فلوئورسانس می‌کند و بازده کوانتومی نسبتا بالایی  و طول عمر کوتاهی در محلول تولوئن (۵۰pas) دارد. ریختگی این پلیمر به صورت لایه‌های نازک (ضخامت ۳-۱۰۰nm) نشر را فقط کمی جابجا می‌کند. (۵۳۳nm) که این، بیانگر تجمع مقدار کم در حالت جامد است. ستون سخت (چهارچوب سخت) و گروههای فینیل حجیم کناری، از انباشتگی زنجیر جلوگیری می‌کند و خود فرونشانندگی لومینسانس (خودتابندگی) اغلب برای پلیمرهای مزدوج جامد مشاهده می‌شود. این ساختار همچنین حجم آزاد بالا یعنی ۲۶/۰ را ایجاد می‌کند که بیانگر نفوذپذیر است و بخار آنالیت اجازه می‌دهد که به سرعت به داخل پلیمر نفوذ کند.

۲-۱-۲٫ پلی (p– فنیلن ونیلن‌ها)

پلی (p– فنیلن ونیلن‌ها)(ppv) ، شبیه پلی استیلن‌ها، پلیمرهای مزدوج قویا لومینسانس کننده (خودتابنده) با نفوذپذیریهای بالا نسبت به آنالیت‌های کوچک مولکول مانند نیتروآروماتیک‌ها هستند. شکل ۴ (B , A) دونوع از چنین پلیمرهایی را نشان می‌دهد که هنگامی که در معرض بخار DNT , TNT در حد ppm قرار می‌گیرند، متحمل فرونشانندگی لومینسانس (خودتابندگی) می‌شوند. همانگونه  که قبلا در مورد پلی‌استیلن‌ها بحث شد، جانشینی‌های فنیل حجم در این ppv ها از انباشتگی p  و خود فرونشانی جلوگیری می‌کند. در یک تحقیق، لایه‌های ضخیم ۲۵A از این پلیمر در معرض بخارهای اشباع TNT ، DNT-4,2 ، -۴ نیتروتولوئن و بنزوکینون (BQ) قرار گرفتند. پلیمر  MEH-PPV (شکل ۴A) نسبت به DP10-PPV  (شکل ۴B)  ضریب  فرونشانی بزرگتری  نشان داد. 

۳-۱-۲٫ پلی (P– فنلین اتینیلن‌ها)

پلیمرهای آلی بسیار مزدوج فلوئورسانس کننده مربوطه که توانایی شناسایی نیترو آرماتیک را بطور قابل توجه نشان می‌دهند، پلی (P– فنلین اتینیلن‌ها) (e PP) که بطور ویژه توسط یانگ و سوآگر (شکل A5) ساخته شده‌اند، خاموش‌کنندگی (فرونشانی) سریع لومینسانس آبی را در هنگامی که در مجاورت بخار TNT در حد کمتر از ppt (قسمت در تریلیون) قرار می‌گیرند، نشان می‌دهند. این پلیمر شامل دو بخش حجیم پنتیپتیکن بر روی هر واحد متناوب فنیل در ستون اصلی (چارچوب) پلیمر می‌باشد. طولهای بلند زنجیره پلیمری ( ۵۶۰۰۰ =M_N  ) عدم استقرار اکستون را در امتداد زنجیره فراهم می‌کند که این، در حساسیت استثنایی سهیم است‌ (مشارکت دارد). گروههای پنتیپتیکن یک آرایش بسته منفذدار را در حالت جاور فراهم می‌کنند که از انباشتگی II بین زنجیری و خود فرونشانی (خود خاموش‌کنندگی) لومینسانس جلوگیری می‌کند.

۴-۱-۲٫  پورفیرین‌های پلیمری

پورفیرین‌ها با گروههای استخلافی غیر اشباع پیوند عرضی یافته‌اند تا حسگرهای پلیمری لومینسانس کننده با توانایی انتخاب مواد منفجره پیوندی نظیر TNT و تری نیتروبنزن (TNB) تشکیل دهند(شکل ۶). این روش شناسایی بر تغییرات مشخص در جذب و یا نشر نور پس از پیوند یافتن آنالیت، تکیه دارد. انتخاب‌پذیری در طی پلیمریزاسیون بوسیله کاربرد آنالیتهای نشاندار بعنوان الگوهایی در مخلوط واکنش، انجام می‌شود. پلیمرها پس از زدودن (برطرف کردن) آنالیت‌ها، شامل حفره‌هایی می‌شوند که شکلشان شبیه گونه‌های نشاندار است. اینها مثالهایی از «پلیمرهای چاپی (نقشدار) مولکولی» (MTP) هستند. بعنوان مثال، ۱% وزنی پورفیرین با مقدار استوکیومتری TNT ، ۸۸- ۸۳% مولی استیون، ۱۰- ۵% وزنی دی‌ونییل‌بنزن (بعنوان پیوند دهنده عرضی) و ۱% AIBN (بعنوان یک آغازگر رادیکالی آزاد) در اتانول پلیمریزه می‌شوند. این پلیمر، سپس تحت شرایط ملایم (C ْ۶۰ ) پرورانده می‌شود(بهبود می‌یابد) و برای زدودن عامل الگویی TNT با حلال شستشو می‌شود

 ۲-۲ پلیمرهای معدنی (غیر آلی) فلوئورسانس ‌کننده برای حس کردن کاهشی

۱-۲-۲٫ پلی‌سیلانها

پلی‌سیلانها، پلیمرهای لومینسانس کننده (خود تابنده) پایدار در هوا با چارچوب (ستون اصلی) Si-Si هستند. کاربردهای آنها شامل استفاده بعنوان مواد فلوئورسانس کننده برای شناسایی تشعشع (تابش)، مواد لومینسانس کننده برای ابزارهای نمایش(وسایل نشان دهنده) و مواد شکست نور برای نگهداری (ذخیره) اطلاعات دست نوشته‌ای، می‌باشند. خواص الکترونیکی منحصر بفرد آنها از مزدوج‌شدگی s در امتداد زنجیره Si-Si ناشی می‌شود که به پلی‌سیلانها، قابلیت حرکت بالای حفره، حساسیت نوری غیر خطی بالا و نشر کافی در ناحیه طیفی UV ، را می‌دهد. چنین خواصی پلی‌سیلانها را نماینده خوبی برای شناسایی مواد منفجره می‌سازد.

 ۲-۲-۲ پلی‌متالولها و کوپلیمرهای متالول- سیلان

متال‌سیکلوپنتا- ۲ و ۴ – دی‌ان‌ها یا متالولها، طبقه‌ای از ترکیبات ارگانومتالیک غیر اشباع هستند که با سیکلوپنتا دی‌ان مشابهند اما یک گروه ۱۴ عضوی دارند(Pb, Sn, Ge, Si) که جایگزین کربن sp³ شده‌اند(شکل A8 ). متالولها گروه جالبی از مولکولهای هتروسیکل هستند زیرا ساختار الکترونیکی منحصر بفردی دارند. پایین‌ترین اوربیتال مولکولی اشغال نشده (LUMO)، اوربیتال p است و انرژی پایین غیر معمول آن بعلت مزدوج‌شدگی با دو اوربیتال اگزوسیکلیک s در اتم شبه فلز     می‌باشد( شکل B8) این مزدوج‌شدگی اضافی باعث می‌شود که انرژی LUMO ،    ۱ و۱- دی‌هیدروسیلول در مقایسه با سیکلوپنتا دی‌ان، eV 289/1 کمتر باشد.

حسگرهای پلیمری برای شناسایی مواد منفجره نیتروآروماتیک

۳- حس کردن مقاومتی مواد منفجره با استفاده از پلیمرهای آلی نارسانا 

ذرات سیاه کربن با یک پلیمر آلی پوشانده می‌شوند و بصورت یک فیلم نازک در عرض سربهای فلزی رسوب می‌کنند. این ابزار ساده، تغییرات مقاومت در برابر جذب بخارات آنالیت را نشان می‌دهد. کربن سیاه برای آشکار کردن هدایت الکتریکی(رسانایی الکتریکی) فیلم پلیمری آلی عایق‌بندی شده دیگر، ضروری است. تغییرات مقاومتی بطور ساده به علت تورم پلیمری است که متحمل جذب بخار ماده آلی شده است و غلظت موثر ذرات کربنی رسانا را تغییر می‌دهد. بوسیله ساخت آرایشی از عناصر حس کننده هر یک با پوشش یک پلیمر مختلف یا پوشش مخلوط پلیمری، یک سیگنال مخصوص از آنالیتهای مخصوص به روش بویایی الکترونیکی می‌تواند حاصل شود. آرایشها متشکل از پلیمرهای در دسترس تجاری و ارزان قیمت نظیر پلی‌استیرن، پلی‌سولفون، پلی‌ونییل‌بوتیل، پلی‌کاپرولاکتون، پلی‌ونیل‌لاکتات، پلی‌متیل‌کربلات و غیره می‌باشند.

حسگرهای پلیمری برای شناسایی مواد منفجره نیتروآروماتیک

۴- پوششهای پلیمری بر روی حسگرهای ابزار SAW

شناساگرهای موج‌گیر سطحی (SAW) بعنوان حسگرهای شیمیایی بویژه برای ترکیبات انفجاری، مورد توجه زیادی قرار گرفته‌اند زیرا آنها برای پاسخ انتخابی به آنالیت‌های مورد نظر طراحی می‌شوند. ابزار SAW شامل الکترودهای در هم جفت شده بر روی یک سوبسترای پیزوالکتریک می‌باشد. انتقال دهنده ورودی انرژی بسته به کاربرد ولتاژ الکترودها، سیگنال الکتریکی را به یک موج صداگیر تبدیل می‌کند که از طریق سوبسترا به انتقال‌دهنده خروجی انرژی، پخش (منتقل) می‌شود و سپس مجددا به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود.

۱-۴٫ پلیمرهای سیلیسیوم معدنی (غیر آلی)

تعدادی از پلیمرهای سیلوکسان برای جذب ترجیحی بخارات نیتروآروماتیک از بخارات عمومی همراه (دخیل) نظیر آب و حلالهای آلی (مانند اوکتان و تولوئن)، تست شده و نشان داده شده‌اند. چنین انتخاب‌پذیری برای کاهش موقعیتهای اشتباه مهم است. یک سیلوکسان که حساسیت بالایی به نیتروبنزن نشان داده، SXPHFA می‌باشد(شکل A13). مشارکت هگزافلوئورو ایزوپروپانول (HFIP) تمایل پلیمر را به آنالیتهای نیتروآروماتیک ماکزیمم می‌کند.

۲-۴٫ موم کربنی و مخلوطهای موم کربنی- سیلیکا

موم کربنی- ۱۰۰(شکل B 13) پلیمت آلی دیگری است که بعنوان پوشش ابزار SAW برای آشکارسازی نیتروآروماتیکها مورد آزمایش قرار گرفته است. فیلم‌های  نازک (mm 10) بوسیله ریختن محلولهای آلی پوشاننده پلیمری بر روی سطح ابزار تهیه می‌شود. حلال بکار رفته در فرآیند پوشیدن برای ساخت فیلم‌های نرم، مهم است. محلولهای بنزن و کلروفرم، فیلم‌های زبر با حفره‌هایی با قطر چند میکرون به جا می‌گذارند. چنین حفره‌های بزرگی بر جرم بار جذب سطحی و سیگنال خروجی اثر می‌گذارد. استون و متانول، فیلم‌های فومتر ایجاد می‌کنند هرچند که فراریت بالای استون، ناهمواری سطحی بالایی تولید می‌کند. هیدروژنهای پایانی (کناری) در موم کربنی- ۱۰۰ گروههای اسیدی پیوندی هیدروژنی را فراهم می‌سازند که با مکانهای بازی اکسیژن بر روی گروههای نیتروی آروماتیکها، برهمکنش می‌کنند.

۳-۴٫ سیکلودکسترین‌ها

استراتژی دیگر برای استفاده از ابزارهای SAW پوشیده شده پلیمری آشکارسازهای مواد منفجره، فرو بردن حفره‌های میزبان آنالیت در داخل فیلم‌های پلیمری با توجه به تکیه بر برهمکنشهای اسید- باز پیوند هیدروژنی می‌باشد. سیکلودکسترین‌ها که ساختارهای حلقه‌ای لوله‌ای شکل طبیعی از واحدهای گلوگزی هستند، گونه‌های میزبانی می‌باشند که شامل یک چارچوب سخت با حفره آبگریز هستند. عملکرد سیکلودکسترین‌، حفره‌ای با تمایل بالا به گونه‌های آبگریز ایجاد می‌کند. سیکلودکسترین‌ عمل کرده با حلقه‌های آروماتیک تری‌میتل‌بنزن از الکترون مولکولهای قطبی، نظیر مواد منفجره نیتروآروماتیک دارای کمبود الکترون با انتخاب‌پذیری خیلی بالاتر از هیدروکربنهای غیر قطبی، را بطور انتخابی جذب می‌کند. بمنظور رسوب مولکولهای میزبان در یک فیلم یکنواخت، سطح انتقال دهنده و انرژی عمل کرده وینیلی، باید در ابتدا بر روی ابزار SAW تهیه شود.

حسگرهای پلیمری برای شناسایی مواد منفجره نیتروآروماتیک

۵- نانو ذرات پلیمری بعنوان حسگرهای کاهشی

کاربردهای بالقوه نانو ذرات حتی حسگرهای شیمیایی آنها، مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. نانو ذرات معدنی فلوئورسانس کننده، اخیرا برای شناسایی ترکیبات مواد منفجره، از طریق فرونشانی(خاموشی) لومینسانس بکار رفته است. بعنوان مثال، نانو ذرات سیلیسوم فلوئورسانس کننده که محدوده اندازه آنها در حدود nm 100- 1 می‌باشند، در یک آئروسل بر روی سوبسترای مشکوک به آلودگی با یک ماده منفجره، پخش می‌شود(پراکنده می‌شود). اگر بخارات ماده منفجره وجود داشته باشند و بر روی نانو ذرات جذب شوند، متعاقب آن، کاهش در شدت لومینسانس مشاهده می‌شود. سیلیسیوم منفذدار (خلل و خرج‌‌دار) یک ماده معدنی با مساحت سطحی بالاست که در مجاورت با بخارات نیتروآروماتیکها در حد ppb ، فرونشانی لومینسانس را نشان می‌دهد.

 ۱-۵٫ نانو ذرات پلی سیلول

محلولهای کلوییدی ترکیبات تترافنیل سیلول بوسیله رسوب کردن سریع یک محلول آبی (اتانول، THF) با آب تهیه می‌شوند و لومینسانس محلولهای آلی خود را تا حد زیادی افزایش می‌دهند(بیش از ۳۰۰ برابر). کلوییدی از پلی(تترافنیل) سیلول، ۱، که برای شناسایی نیتروآروماتیکها بکار رفته، هنگامی که در حلالهای آلی حل می‌شود، رسوب می‌کند تا TNT را در محیطهای آبی شناسایی کند(تشخیص دهد). همانگونه که بوسیله افزایش تند (تیز) لومینسانس نشان داده می‌شود، برای تشکیل کلویید، حداقل ۶۰% آب لازم است(شکل ۱۴). مقدار پلیمر تراکم یافته (انباشته شده) به جزء حجمی آب در کلویید حاصله، بستگی دارد. در جزء آب ۵۰% ، فقط ۳% سیلول انباشته می‌شود (متراکم می‌شود) اما این مقدار در جزء آب ۶۰% ، تا ۳۰% افزایش می‌یابد که این افزایش لومینسانس در این جزء‌های آب سازگار است(جدول ۱).

حسگرهای پلیمری برای شناسایی مواد منفجره نیتروآروماتیک

۶- شناسایی مریی مواد منفجره نیتروآروماتیک در حالت جامد

شناسایی مریی بسیار حساس ذرات خیلی کوچک مواد منفجره با استفاده از تکنیکهایی انجام شده است که بر واکنش شیمیایی بین یک مولکول آشکارساز و یک ترکیب انفجاری که یک محصول رنگی تولید می‌کند، تکیه دارد. همانگونه که در بخش ۱ توصیف شده، فراریت کم بعضی از مواد منفجره، روشهای آشکارسازی بخار را با مشکل مواجه می‌کند. تمایل مواد منفجره به چسبیدن به سطوح، شناسایی (آشکارسازی) حالت جامد را در یک جایگزین جالب ساخته است. آلودگی سطح از ریخت و پاش در طی ساخت بمب و انتقال به سطوح توسط دستان یا لباسهای آلوده یا حتی توسط انفجار بعدی باقیمانده مواد منفجر نشده، ناشی می‌شود(حاصل می‌شود). کالریمتری یک روش شناسایی است که بسته به واکنش مولکول آشکارساز و آنالیت، یک رنگدانه رنگی تولید می‌کند. حسگرهای کالریمتری که وارد بازار شده است برای شناسایی مواد منفجره در خاک، آب و روی سطوح می‌باشد و شامل تست کالیدی شخصی که به تازگی مواد منفجره بکار برده است نیز می‌گردد.

۱-۶٫ شناسایی کالریمتری

یکی از سیستم‌های شناسایی کالریمتری بسیار حساس، از یک فیلم نازک کوپلیمری دی‌وینیل/ استرن استفاده می‌کند که در رنگ سیمانترن (سیکلوپنتادی‌انیل‌منگزتری‌کربونیل) معدنی ۴۰- ۱۰% فرو رفته است و هنگام تماس با چندین نیتروآروماتیک تغییر رنگ نشان می‌دهد. یک فیلم mm 3 که بوسیله پوشش رشته‌ای محلول تولوئن پلیمر بر روی اسلایدهای شیشه‌ای، تهیه می‌شود، پس از ۳-۱ دقیقه تشعشع UV و پس از تماس با سرانگشت آلوده شده با DNB, DNT یا NT، به رنگ آبی- سبز در می‌آید. فیلم‌هایی که در مجاورت مواد منفجره قرار گرفته‌اند، این تغییر رنگ را نشان نمی‌دهند. حضور نیتروآروماتیک‌ها می‌تواند بوسیله اندازه‌گیریهای جذب نوری در nm 680 ، تعیین شود. تصاویر اثر انگشت با کیفیت بالا با این روش مریی هستند و حدود شناسایی DNT ، کم یعنی ng2/0 می‌باشد. پلیمر فرو رفته در سیمانترن بصورت اسپری بر روی سوبستراهای مختلف نظیر چوب، چرم پلاستیک، فلز، کاغذ و چمدان، پوشیده می‌شود.

۲-۶٫ شناسایی فلوئوریمتری باقیمانده خیلی کم مواد منفجره

یکی از استفاده‌های جالب پلیمرهای لومینسانس کننده در تصویر‌برداری آلاینده‌های مواد منفجره بر روی سطوح می‌باشد. پلی‌سیلول(۱)، پلی‌جرمول(۲)، پلی‌سیلافلوئورن(شکل ۱۵) و کوپلیمرهای شامل متالول مربوطه(شکل ۱۶) بوسیله هیدروسیلاته کردن دی‌اتیل‌بنزن توسط دی‌هیدرومتالولها تهیه می‌شوند و برای این منظور مفید هستند. فیلم‌های نازک این پلیمرها برای سطوح آلوده شده بکار می‌روند، به این صورت که محلول استون یا تولوئن این پلیمرها بر روی سطوح بصورت اسپری پوشیده می‌شود و سپس خشک می‌گردد.

حسگرهای پلیمری برای شناسایی مواد منفجره نیتروآروماتیک

۷- مسیرها و مشکلات آینده

پلیمرهای لومینسانس کننده برای شناسایی انواع مواد منفجره تحت شرایط مختلف، قابلیت اصلاح و تغییر را دارند. در بعضی از موارد،‌ حساسیت عالی با تشخیص منطقی حاصل می‌شود. تشخیص از برهمکنشهای پیوندی که بین پلیمر و آنالیت روی می‌دهد، و توجهات جدی به فرآیند فرونشانی بر پایه کاهش، حاصل می‌شود. فاکتورهای انسانی شامل توجهات سنیتیکی به فرونشانی (جلوگیری از) انتقال الکترون می‌باشد.

گرچه اطلاعاتی در مورد استفاده از پلیمرهای لومینسانس کننده در تصویربرداری باقیمانده‌های خیلی کم مواد منفجره بجز پلیمرهای متالول، در دسترس نیست، حوزه مستعدی (مناسبی) برای تحقیق می‌باشد. فعالیت لیزر در فیلم‌های حس کننده پلیمری، روش بالقوه دیگری را برای بالا بردن زیاد حساسیت ارائه می‌دهد.

سهولت استفاده از حسگرهای پلیمری در روشهای مخصوص شناسایی شامل ملاحظات(توجهاتی) نظیر سهولت ساخت (سهولت سنتز)، هزینه و سمیت می‌باشد. برای شناسایی بخارات مواد منفجره با حساسیت بالا در ابزارهای الکترونیکی، حساسیت، نتیجه مورد نظر است، زیرا مقدار کمی از فیلم حس کننده پلیمر مورد نیاز است. برای کاربرد در کیتهای تست شیمیایی برای نشان دادن آب زمینه، حساسیت و هزینه مهمتر می‌شوند. برای کاربرد در شناسایی ذره بسیار کوچک، بصورت جانشینی، هزینه و سمیت شناساگر مهم هستند.