Новые датчики токсичных веществ созданы на основе жидких кристаллов

Ученые из Висконсинского университета в Мэдисоне с помощью вычислительной химии и жидких кристаллов создали недорогой датчик, который позволит определять взрывчатые вещества, промышленные загрязнители и возбудителей болезни в дыхании пациента. О своем изобретении они рассказали в журнале Nature Communications.

Разработанный Николасом Эбботтом датчик выявлял молекулярных «имитаторов» опасного для жизни газа зарина и таким образом настраивал простейшие сенсоры на поиск других опасных химических веществ. Раньше для создания этих датчиков применялась такая же технология, как и в устройствах поиска взрывчатых веществ в аэропорту, однако такие приборы были дорогими и тяжелыми.

В новых датчиках используются жидкокристаллические технологии, которые используют при создании современных дисплеев. По очереди регулируя каждый компонент датчика, ученые нашли идеальную структуру, которая подходила той молекуле, которую они искали. Ученые назвали эту молекулу аналитом. Благодаря подобному подходу можно создать сенсоры для «хозяина» разных аналитов.

На созданных исследователями датчиках есть тонкая пленка солей металла с закрепленными на ней жидкими кристаллами, которые направлены в одну сторону. Для проверки новых датчиков ученые сначала использовали компьютерное моделирование, чтобы не тратить время на испытания. Лишь получив обнадеживающие результаты при помощи компьютера, инженеры начали экспериментировать в лаборатории.

Ученые продолжают исследования и хотят сделать устройства еще более чувствительными и точными. В отличие от использующихся в настоящий момент громоздких устройств, новые датчики будут недорогими и портативными, более того, их можно будет носить на себе.